随着商业航天快速升温,对轨道太阳能(4.460. -0.04. -0.89%)电力的需求正呈爆发式增长,德国空间技术公司Dcubed宣布正推进一套名为ARAQYS的在轨制造系统,计划直接在太空中“现打现用”生产大型太阳能阵列,目标是在2027年前后完成2千瓦级在轨验证并推向市场。
目前除少量军用和科研卫星采用核电源外,绝大多数地球轨道航天器都依赖太阳能电池板供电,原因在于轨道环境没有大气和天气干扰,也不存在地面意义上的昼夜交替,持续而稳定的太阳辐射使太阳能成为最现实的电力来源。但传统太阳能板连同支撑结构重量较大,发射时必须折叠收拢,既占用宝贵的有效载荷体积,又需要复杂可靠的展开机构来承受火箭发射过程中的加速度、振动和强噪声,这些因素都会推高成本并挤占可用载荷空间和质量裕度。
Dcubed公 司 希 望 通 过ARAQYS绕开“折叠—展开”这套传统方案,不再把整套太阳能阵列从地面打上去,而是把阵列直接“造”在轨道上,从而显著降低单位千瓦成本。该系统的设计思路,是先将一种高度紧凑、柔性的超薄“软太阳能毯”随卫星一起送入轨道,毯面本身承担光伏采集功能,到轨道后再展开。
在太阳能毯缓慢展开的过程中,ARAQYS的3D打印系统会沿着薄膜阵列同步打印出刚性背部支撑结构,逐步把柔性的薄膜“定型”为具有足够刚度的大型阵列。打印使用的树脂依靠太空环境中强烈的紫外线快速固化,无需额外的大型固化设备,从而进一步压缩发射质量与系统复杂度;Dcubed公司据此宣称,整体成本有望实现数量级上的下降。
按照当前规划,Dcubed公司将分阶段推进在轨演示任务:今年稍晚将首先发射一项用于构建60厘米长臂段的试验任务,随后是1米级版本,最终目标是在2027年完成一套2千瓦级在轨运行的完整验证系统,并在此基础上推出可供商业采购的产品线。一旦技术成熟,预计这类在轨制造的太阳能阵列可广泛用于多种空间平台,包括空间输电与能量束传输阵列、轨道拖船,以及大规模数据处理星座等应用场景。
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