ساخت پنل خورشیدی فضایی با همکاری شرکت DCubed و D-Orbit

در خبری که می‌تواند معادلات صنعت فضایی را تغییر دهد، شرکت آلمانی DCubed با همکاری نزدیک D-Orbit، متخصص لجستیک فضایی از ایتالیا، موفق به ساخت و استقرار اولین پنل خورشیدی فضایی به طور کامل در مدار زمین شد. این دستاورد تاریخی که با استفاده از حامل ماهواره ION شرکت D-Orbit به انجام رسید، نقطه عطفی در توسعه فناوری تولید در مدار (in-orbit manufacturing) محسوب می‌شود و افق‌های جدیدی را برای طراحی، ساخت و عملیات ماهواره‌ها و سازه‌های فضایی در آینده می‌گشاید.

اولین پنل خورشیدی تجاری ساخته‌شده در مدار

صنعت فضایی همواره با چالش‌های اساسی از جمله محدودیت‌های ابعادی و وزنی پرتابگرها روبرو بوده است. ماهواره‌ها و سازه‌های فضایی باید به گونه‌ای طراحی شوند که در کپسول‌های محافظ (fairing) موشک‌های پرتاب‌کننده جا شوند، که این خود به معنی محدودیت در اندازه، قدرت و قابلیت‌های آن‌هاست. این محدودیت‌ها مانع از ساخت ماهواره‌های بزرگ‌تر با آرایه‌های خورشیدی قدرتمندتر شده‌اند که برای مأموریت‌های پیچیده‌تر و طولانی‌تر ضروری هستند.

فناوری تولید در مدار پاسخی به این چالش‌هاست. با ساخت قطعات و مونتاژ آن‌ها به طور مستقیم در فضا، می‌توان از محدودیت‌های حجم پرتاب خلاص شد و سازه‌هایی بسیار بزرگ‌تر و پیچیده‌تر از آنچه که می‌توان در زمین ساخت و پرتاب کرد، ایجاد نمود. DCubed با تمرکز بر این دیدگاه، به دنبال توسعه راهکارهایی برای ساخت قطعات در محیط خلاء و بی‌وزنی فضاست.

 نحوه عملکرد فناوری ؛ خلق انرژی در خلاء

این موفقیت با استقرار یک واحد تولید فشرده از شرکت DCubed در داخل حامل ماهواره ION متعلق به D-Orbit محقق شد. حامل ION که خود یک پلتفرم چندمنظوره برای استقرار ماهواره‌ها و آزمایش فناوری‌های جدید در فضا است، نقش یک کارگاه سیار را ایفا کرد.

حامل ماهواره ION شرکت D-Orbit

این پلتفرم پیشرفته، که توسط D-Orbit توسعه یافته است، قابلیت حمل چندین ماهواره کوچک را دارد و می‌تواند پس از پرتاب، آن‌ها را در مدارهای مختلف مستقر کند. همچنین، ION قادر است میزبان فناوری‌های آزمایشی مانند واحد تولید DCubed باشد.

واحد ساخت DCubed

این واحد کوچک و خودکار، مسئولیت ساخت و گسترش پنل خورشیدی را بر عهده داشت. در این فرایند، یک فیلم نازک (thin-film) که مواد سلول خورشیدی روی آن قرار گرفته‌اند، در فضا باز شده و به یک آرایه خورشیدی کامل تبدیل می‌شود. این آرایه سپس توانایی تولید الکتریسیته را اثبات کرد و داده‌های مربوط به عملکرد آن به زمین ارسال شد.

 کاربردها و تأثیرات متحول‌کننده بر صنعت

ساخت اولین پنل خورشیدی تجاری در مدار، پیامدهای گسترده‌ای برای آینده اکتشاف و بهره‌برداری فضایی خواهد داشت:

• ماهواره‌های قدرتمندتر و بزرگ‌تر: این فناوری به سازندگان ماهواره امکان می‌دهد تا آرایه‌های خورشیدی بسیار بزرگ‌تر و کارآمدتری را تولید کنند که می‌تواند انرژی لازم برای ماهواره‌های نسل جدید و مأموریت‌های طولانی‌مدت را فراهم آورد.
• ساخت سفارشی در فضا: امکان تولید قطعات و سازه‌ها بر اساس تقاضا و نیازهای خاص هر مأموریت، به انعطاف‌پذیری بی‌سابقه‌ای در طراحی و مهندسی فضایی منجر می‌شود.
• کاهش هزینه‌ها و پایداری: با ساخت قطعات در فضا، نیاز به پرتاب‌های متعدد و حجیم کاهش می‌یابد که به نوبه خود هزینه‌ها را کم کرده و به پایداری بیشتر محیط فضایی کمک می‌کند. این امر همچنین می‌تواند به کاهش زباله‌های فضایی کمک کند.
• فراتر از پنل‌های خورشیدی: این موفقیت راه را برای ساخت سایر سازه‌های فضایی بزرگ مانند آنتن‌های رادیویی عظیم، بازوهای روباتیک، و حتی ماژول‌های زیستی برای ایستگاه‌های فضایی آینده هموار می‌کند.

  مارکو ویلا، مدیرعامل D-Orbit، در این باره می‌گوید: «این مأموریت نه تنها یک نقطه عطف برای D-Orbit و DCubed است، بلکه یک پیروزی برای کل صنعت فضایی محسوب می‌شود. ما نشان دادیم که تولید در مدار نه تنها یک رؤیا، بلکه یک واقعیت دست‌یافتنی است که آینده مأموریت‌های فضایی را تغییر خواهد داد.»

سوالات متداول

1.  تولید در مدار زمین چیست؟

تولید در مدار زمین (In-orbit manufacturing) به فرآیند ساخت و مونتاژ قطعات و سازه‌ها به طور مستقیم در فضا، بدون نیاز به بازگشت به زمین، گفته می‌شود. این فناوری با هدف غلبه بر محدودیت‌های ابعادی پرتابگرها توسعه یافته است.

2. چه شرکت‌هایی این دستاورد را رقم زدند؟

شرکت آلمانی DCubed که متخصص تولید در مدار است، با همکاری شرکت ایتالیایی D-Orbit که ارائه‌دهنده خدمات لجستیک فضایی و حامل ماهواره ION است، این موفقیت را کسب کردند.

3. مزایای ساخت پنل خورشیدی در فضا چیست؟

این روش امکان ساخت پنل‌های خورشیدی بسیار بزرگ‌تر و قدرتمندتر را فراهم می‌کند، محدودیت‌های حجم پرتاب را از بین می‌برد، هزینه‌ها را کاهش می‌دهد و انعطاف‌پذیری بیشتری در طراحی ماهواره‌ها ایجاد می‌کند.

4. آیا پنل خورشیدی ساخته شده در فضا عملکرد واقعی داشت؟

بله، واحد DCubed پس از ساخت، توانایی خود را در تولید الکتریسیته اثبات کرد و داده‌های مربوط به عملکرد آن با موفقیت به زمین ارسال شد.

5. گام بعدی در توسعه این فناوری چیست؟

گام‌های بعدی شامل افزایش مقیاس و پیچیدگی سازه‌های قابل ساخت در فضا، توسعه مواد جدید مقاوم در برابر محیط فضایی و بهینه‌سازی فرآیندهای تولید برای کاربردهای متنوع‌تر است.

6. آیا این فناوری تجاری است؟

بله، این اولین نمونه تجاری از یک پنل خورشیدی است که به طور کامل در مدار ساخته شده است، و نشان‌دهنده پتانسیل بالای این فناوری برای بازار فضایی آینده است.

ثمینه تفقدی

ثمینه تفقدی هستم علاقه مند به محتوا نویسی، از سال ۲۰۲۴ به تیمی که در زمینه ارز دیجیتال فعالیت داشت پیوستم و از اوایل سال ۲۰۲۵ با علاقه مند شدن به گجت ها و نوآوری هایی که برای اولین بار در جهان اتفاق می افتد، باعث شد تا با تیم جوان و با پشتکار پارس دیجی آشنا بشم از اون تاریخ به بعد درباره بهترین گجت ها تحقیق میکنم تا اطلاعات بهینه ای را در اختیار خوانندگان محترم این سایت قرار دهم