Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: Знамя-СБ
Направление НПИ: 5. Технологии освоения космического пространства
Секция КНТС: 7. Технические исследования и эксперименты
Наименование эксперимента: Космический эксперимент по раскрытию и эксплуатации бескаркасной центробежной солнечной батареи, питающей аккумуляторную систему с водородным циклом на ТГК «Прогресс» вблизи МКС
Цель эксперимента:

Целью разработки является подтверждение проектных подходов и конструктивных решений, закладываемых в проекты перспективных энергетических систем КА, а также набор опыта по созданию и эксплуатации в космосе следующих новейших элементов энергосистем КА:

• бескаркасных центробежных пленочных аморфнокремниевых солнечных батарей;

• систем аккумулирования электроэнергии с водородным циклом (АЭВЦ).

Описание эксперимента:

КЭ открывает перспективное направление создания высокоэффективных космических энергосистем на базе бескаркасных центробежных солнечных батарей с удельной мощностью до 2500 Вт/кг при сегодяшнем уровне удельной мощности каркасных солнечных батарей 60-100 Вт/кг, а также систем аккумулирования элекроэнергии с водородным циклом, обладающих в три раза более высокими удельными характеристиками по сравнению с лучшими аналогами.

Бескаркасные центробежные солнечные батареи обладают рядом важных преимуществ по сравнению с каркасными аналогами: низкая стоимость и масса из-за отсутствия каркаса, возможность укладки в малый объем при транспортировке, автоматическое развертывание на орбите при малых энергозатратах, возможностью переориентации на гироскопическом принципе без затрат рабочего тела. Система аккумулирования энергии с водородным циклом также может вырабатывать кислород высокого давления для нужд КА.

КЭ предполагает установку на ТГК «Прогресс» экспериментальной научной аппаратуры в виде бескаркасной центробежной солнечной батареи и агрегата ее раскрытия, а также системы аккумулирования энергии с водородным циклом. После причаливания ТГК «Прогресс» к МКС и решения основной транспортной задачи ТГК - обеспечения жизнедеятельности МКС, перед затоплением ТГК космонавты устанавливают в посадочное место стыковочного механизма доставленный в ТГК агрегат раскрытия с солнечной батареей. Далее ТГК отходит от МКС на расстояние 200-300 м. После этого на ТГК осуществляется раскрытие бескаркасной центробежной солнечной батареи и передача электро-энергии через вращающийся токосъ?мник на ТГК, где она аккумулируется системой с водородным циклом, размещенной внутри ТГК. Основные параметры телеметрируются. Продолжительность КЭ до 180 суток.

Новизна эксперимента:

Предлагаемые системы превзойдут по эффективности все возможные аналоги при решении в перспективе крупномасштабных энергетических задач, таких, как:

- выработка в космосе электроэнергии в больших масштабах для обеспечения производств в космосе и трансляции электроэнергии на Землю;

- эффективное аккумулирование электроэнергии в космосе;

- создание масштабных энергосистем для освоения Луны, Марса и других планет.

Научная аппаратура:

Научная аппаратура представляет собой энергодвигательный блок в составе центробежной бескаркасной солнечной батареи, аккумулятора электроэнергии с водородным циклом и ЭРДУ с электроплазменными двигателями СПД-140 (100).

Аккумулятор электроэнергии с водородным циклом (АЭВЦ) АЭВЦ предназначен для накопления и последующего генерирования энергии на космическом аппарате.

Центробежная солнечная батарея (СБ)

Центробежная бескаркасная солнечная батарея предназначена для выработки электроэнергии для питания аккумулятора электроэнергии с водородным циклом и электроплазменного двигателя СПД-140 (100).

Агрегат раскрытия центробежной СБ (АРСБ)

Система управления АРСБ (СУ АРСБ)

СУ АРСБ содержат аппаратуру управления агрегатом АРСБ, заимствованную из системы ССВП ТГК «Прогресс». СУ АРСБ выдаёт команды на АРСБ в соответствии с заложенной циклограммой работы АРСБ в КЭ.

Ожидаемые результаты:

Целью разработки и основным результатом КЭ будет подтверждение проектных подходов и конструктивных решений, закладываемых в проекты перспективных энергетических систем КА, подтверждение уникальных возможностей новейших элементов перспективных космических энергетических систем, а также набор опыта по созданию и эксплуатации в космосе следующих новейших элементов энергосистем КА:

- бескаркасных центробежных пленочных аморфнокремниевых солнечных батарей;

- систем аккумулирования электроэнергии на КА с водородным циклом.

Задачами разработки являются:

- создание и наземная и орбитальная отработка экспериментальной конструкции центробежной солнечной батареи и агрегата ее раскрытия в привязке к посадочному месту стыковочного механизма «штырь-конус» ТГК «Прогресс» на мощность не менее 10 кВт;

- орбитальная отработка водородной системы аккумулирования электроэнергии;

- создание и реализация программно-методического обеспечения проведения космического эксперимента с телеметрией основных параметров.

Полученные результаты:

КЭ введён в “Долгосрочную программу научно-прикладных исследований и экспериментов на РС МКС” решением №01 от 29.03.2010г. КНТС ФКА. Был создан аванпроект на научную аппаратуру.

Сроки проведения: КЭ может быть реализован через 2 года после начала финансирования и перехода к этапу эскизного проекта.
Состояние эксперимента: Введен
Организация постановщик: Международный научно-технический центр полезных нагрузок космических объектов
Организации участники: РКК «Энергия», ЦУП-М, РГНИИ ЦПК им. Ю.А. Гагарина
Научный руководитель: В части солнечных батарей: Мельников В.М., ЦНИИмаш, д.т.н., профессор; В части аккумуляторов электроэнергии с водородным циклом: Щербаков А.Н., ОАО РКК “Энергия
Публикации по эксперименту:

 1. Космический эксперимент по развертыванию пленочного бескаркасного отражателя D=20M (Знамя 2) / Ю.П. Семенов, В.Н. Бранец, Ю.И. Григорьев, В.А. Кошелев, В.М. Мельников, B.C. Сыромятников.//Космические исследования. - 1994г. - Т32,№4-5.- С.186-193.

2. Разработка бескаркасных космических солнечных батарей нового поколение для освоения Луны и экспедиции на Марс . / Г.Г. Райкунов, В.А. Комков, А.И. Рембеза, Н.Н. Иванов, Б.Н. Харлов.// Конверсия в машиностроении. №1 2007. С.44-51.

3. Формируемые центробежными силами солнечные батареи. / В.А. Комков, В.М. Мельников, Б.Н. Харлов.// «Черос». 2007. - 188с.

Последнее обновление: 15.11.2017

Информационная справка

Программы

Изображения