إن توليد الطاقة وتخزينها عنصران حاسمان في نظم المركبات الفضائية، وهما يكفلان أن تعمل جميع الأجهزة والنظم الموجودة على متن السفن بصورة موثوقة أثناء البعثات، وأن الاعتبارات المتعلقة بالتصميم السليم والالتزام بالمعايير ضرورية لنجاح البعثة وسلامتها.

أساليب توليد الطاقة

وتعتمد المركبات الفضائية أساسا على الألواح الشمسية لتوليد الطاقة، وتحوّل هذه الألواح ضوء الشمس إلى الكهرباء، وتوفر مصدرا للطاقة المتجددة في جميع أنحاء البعثة، وفي بعض الحالات تستخدم مولدات الطاقة الحرارية النظائر المشعة في البعثات التي تتجاوز نطاق ضوء الشمس.

وتصمم الأفرقة الشمسية لتعظيم الكفاءة والدوامة، وكثيرا ما يتم نشرها بعد إطلاقها، وهي موجهة نحو تحقيق الحد الأمثل من تعرض ضوء الشمس.

Energy Storage Solutions

وتتحقق عادة تخزين الطاقة في المركبات الفضائية باستخدام البطاريات القابلة للشحن، وتُعد بطاريات الليثيوم - الأسيون شائعة بسبب كثافة الطاقة العالية فيها وطول دورة الحياة، وتخزن البطاريات فائضا في الطاقة يولد أثناء فترات ضوء الشمس لاستخدامه أثناء الكسوف أو العمليات ذات الطلب العالي.

وترصد نظم إدارة البطاريات وتراقب عمليات الشحن والتفريغ لمنع الإفراط في الشحن أو تصريف النفايات العميقة، مما قد يضر بالبطاريات ويعرض سلامة البعثة للخطر.

اعتبارات ومعايير التصميم

وتتطلب نظم الطاقة المصممة تحليلا دقيقا لاحتياجات الطاقة، والظروف البيئية، ومتطلبات التكرار، وتوفر معايير مثل ناسا - STD-4003 وECSS-E-ST-10-04 مبادئ توجيهية لموثوقية نظام الطاقة وسلامته.

وتشمل الاعتبارات الرئيسية ازدواجية النظام، والتسامح إزاء الأخطاء، والإدارة الحرارية، كما أن ضمان التوافق بين المكونات والالتزام بمعايير التوافق الكهرومغناطيسي أمر حيوي أيضا بالنسبة لسلامة النظام.

  • تحقيق أقصى قدر من الكفاءة في توليد الطاقة
  • تنفيذ حلول موثوقة لتخزين الطاقة
  • معايير السلامة والموثوقية المعمول بها
  • تصميم التجاوزات والتسامح إزاء الأخطاء
  • ضمان التوافق الحراري والكهربائي