Modern components and materials for domestic space purpose solar batteries
DOI:
https://doi.org/10.30837/rt.2019.4.199.02Keywords:
space solar arrays, spacecraft, materials and components.Abstract
Data from literary sources, recommendations of international standards and the authors' own experimental and theoretical results of work are analyzed and generalized to substantiate the choice of materials, components and radio products intended for the manufacture of modern solar-powered space batteries. The main attention is paid to the issues of the resistance of materials and solar cell elements to the effects of the surrounding space environment to ensure long-term trouble-free operation of a spacecraft. The choice of materials and components for survivability and resistance to external influence for use in various types of spacecraft from small and ultra small to geostationary satellites is justified. An assessment is made of the quality and reliability of modern components and materials for solar batteries with a large number of references to the sources used. Review of the materials and components used in practice, reliable and having a good flight history, including solders, adhesives, sealants, insulating films is performed as well as components: various types of solar panels, photoelectric converters, protective diodes, temperature sensors, interconnections, busbars, electrical connectors and radio products that meet all the requirements of the main state and international standards.References
Научно-технические основы разработки, изготовления и эксплуатации систем электроснабжения космических аппаратов / К.В. Безручко, В.Н. Борщев, Н.В. Замирец, А.М. Листратенко и др. Харьков : Нац. аэрокосм. ун-т им. Н.Е. Жуковского "Харьк. авиац. ин-т", 2011. 218 с.
Лукъяненко М.В., Кудряшов В.С. Энерговооруженность космических аппаратов и бортовые источники электроэнергии // Вестник Сибир. гос. аэрокосм. ун-та им. академика М.Ф. Решетнева. 2008. Вып. 1 (18). С. 141-145.
Семкин Н.Д. Испытания материалов и элементов электронного оборудования космических аппаратов : учеб. пособие. Самара : Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2010. 320 с.
Акишин А.И. Космическое материаловедение : методическое и учебное пособие. Москва : НИИЯФ МГУ, 2007. С. 209.
Тютнев А.П., Кочетов И.Т., Семенов В.Т. Квалификация электротехнических материалов, проводов и кабелей для применения на внешней поверхности космических аппаратов по критерию радиационной стойкости // Вопросы электромеханики. 2012. Т.126. С. 29-35.
Новиков Л.С. Радиационные воздействия на материалы космических аппаратов. Москва : Университетская книга. 2010. 192 с.
Шувалов В.А., Токмак Н.А., Резниченко Н.П. Деградация полимерных пленок космических аппаратов при длительном воздействии потоков атомарного кислорода и вакуумного ультрафиолетового излучения // Космічна наука і технологія. 2015. Т. 21. № 5. С 57 68.
AZUR SPACE Solar Power GmbH – 30 % Triple Junction GaAs Solar Cell Assembly. www.azurspace.de //официальный сайт (дата обращения 2.02.2018).
Strobl G.F.X., Fuhrmann D., Guter W., Khorenko V., Köstler W., Meusel M. About AZUR’s 3G30-advanced Space Solar Cell and next Generation Product // Proc. of the 27th EUPVSEC, Frankfurt, p. 1BO10.3, 2012.
Shanghai Institute of Space Power-sources. – Performance Specification and Quality Test of SC-3GA-3 Solar Cell. 2016.-35.
ЕСSS-Е-CT 20-08C «Космическая техника. Фотовольтаические сборки и компоненты» / Европейская Кооперация по Космической Стандартизации. 2012. 163 с.
Strobl G.F.X., Ebel L., Fuhrmann D., Guter W., Kern R., Khorenko V., Köstler W., Meusel M. Development of lightweight space solar cells with 30 % efficiency at end of life // Proc. of the 40th IEEE PVSC Conference, Denver/Colorado, June 8-13, 2014.
Раушенбах Г. Справочник по проектированию солнечных батарей ; под ред. М.М. Колтуна. Москва : Энергоиздат, 1983. 360 с.
Куница Т.Н., Романов Б.С. О возможности эксплуатации в нестандартных условиях кабелей и проводов для авиакосмической техники // Наука и техника. 2010. №3(322). С.31-33.
Опытное конструкторское бюро кабельной промышленности, www.okbkp.ru/production/cables/montage//официальный сайт (дата обращения 2.02.2018).
Васильев И.С., Сунцов С.Б. Ефремов С.В., Ким В.С. Проведение испытаний обжимных электрических соединений в бортовой кабельной сети космического аппарата с целью определения их характеристик // Авиация и ракетно-космическая техника. Вестник СибГАУ. 2014. № 1(53). С. 114-118.
Лесневский В.А. Монтажные провода для высокоимпульсных двигателей. Выбор и их сравнительные испытания // Решетневские чтения. 2014. С.164-165.
ООО «Промкомплект Украина» Преимущества метода обжимки методу пайки. Ptku.com.ua //официальный сайт (дата обращения 2.02.2018).
Guidelines for Space-Grade Applications. MIL-DTL-38999 Connectors for Space Flight. GLENAIR, INC.(USA), www.glenair.com // официальный сайт (дата обращения 02.02.2017).
ECSS-Q-ST-70-26C. «Гарантирование космической продукции. Обжимка высоконадежных электрических соединений» // Европейская Кооперация по Космической Стандартизации. 2008. 41 с.
Васильев И.С., Ефремов С.В., А.П. Леонов А.П. Надежность электрических соединений в бортовой кабельной сети космических аппаратов // 4-я Научно-техн. конф. МС АО ИСС им Решетнева. Сборник тези-сов. 2017. С. 131-133.
Васильев И.С., Ким В.С., Ефремов С.В. Надежность электрических соединений в бортовой кабельной сети перспективных космических аппаратов // Науковедение. 2013. № 3. С. 1-7.
Попов В.Д. Проблемы и возможности применения коммерческих интегральных схем в военной и космической технике // Chip News. 1999. №5(38). С.28-32.
Гобчанский О., Попов В., Николаев Ю. Повышение радиационной стойкости индустриальных средств автоматики в составе бортовой аппаратуры // Современные технологии автоматизации. 2001. №4. С.36-40.
Попов В.Д. Пострадиационный эффект в ИС. Неразрушающий контроль качества в ИС // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2002. №4. С.36-39.
Артюхова М. Оценка стойкости ИС для бортовой космической аппаратуры / М. Артюхова, В. Жаднов, С. Полесский // Электронные компоненты. 2013. № 1. С. 72-76.
CubeSat Solar Panels, https://www.isispace.nl/product/isis-cubesat-solar-panels // официальный сайт (дата обращения 02.02.2018).
CubeSat Solar Panels, https://www.clyde.space/products/ cubesat-solar-panels // официальный сайт (дата обращения 02.02.2018).
CubeSat Solar Panels, http://dhvtechnology.com/pages/products/ cubesat-solar-panel// официальный сайт (дата обращения 02.02.2018).
CubeSat Solar Panels, https://www.endurosat.com/cubesat-category/cubesat-solar-panels // официальный сайт (дата обращения 02.02.2018).
ECSS‐Q‐ST‐70‐11C Гарантирование космической техники. Требования к печатным платам // Европейская Кооперация по Космической Стандартизации. 2008. 46 с.
ECSS-Q-ST-70-10C Гарантирование космической техники. Квалификация печатных плат // Европейская Кооперация по Космической Стандартизации. 2008. 90 с.
СОУ ГКА 0062:2012. Материалы космической техники. Номенклатура марок, разрешенных к применению в изделиях приборостроения.
ECSS-Q-ST-70-02C Гарантирование космической техники. Термовакуумные испытания для отбора материалов космического применения по уровню их газовыделения / Европейская Кооперация по Космической Стандартизации. 2008. 45 с.
ООО Датчиковое производство. Завод Рапид, https://zavod-rapid.com // официальный сайт (дата обращения 2.02.2018).
Брянцева И., Солтовская А. Современные паяльные пасты AIM // Производство электроники. 2014. №2. С 1-2.
Паяльная паста марки NC293+ компании AIM Solder, www.aimsolder.com // официальный сайт (дата обращения 02.10.2018).
ECSS-Q-70-71A «Космическая техника. Обеспечение качества продукции. Данные для выбора материалов, предназначенных для использования в космосе, и связанных с ними процессов» / Европейская Кооперация по Космической Стандартизации. 2004. 222 с.
Силиконовый теплопроводный клей марки RTV-S691для открытого космоса компании Wacker Chemie AG www.wacker.com. // официальный сайт (дата обращения 02.02.2018).
Эпштейн Д.М., Смоллен Г., Картер Р.Л. Склеивание разнородных материалов в конструкциях космических аппаратов // Технология изготовления клееных конструкций ; под ред. М. Боднара. Москва : Мир, 1975. С. 322.
Крылов А. Производство и эксплуатация спутников связи и вещания. Москва, 2014. 73 с.
Dettlaff K., Dr. Gerhard A., Paarmann C., Bals A., Dr. Zimmermann W., Fernander E., Caon A. Qualification of European Triple-Junction Solar Cells with Astrium PVA Technology // Proceedings of the 8th European Space Power Conference, held on 14-19 September 2008 at Constance in Germany. Edited by H. Lacoste and L. Ouwehand. ESA-SP. Vol. 661.
Astrium installs millionth solar cell as it delivers its 300th array, http://www.semiconductor-today.com/news_items/2012/FEB/ASTRIUM_030212.html // официальный сайт (дата обращения 02.02.2018).
Gerhard A., Steins W., Siguier M., Inguimbert V., Sarrailh P. et al. Degradation of solar cells due to in orbit electrostatic discharge? // Spacecraft Charging Technology Conference 2014 (2014 SCTC), Jun 2014, PASADENA, United States.
Thomas Andreev, Claus Zimmermann, Andreas Löhberg, Sybren de Jong, Udo Schuhmacher, Jürgen Schneider, it set. Qualifying solar array components for high intensity, high temperature environments – the test approach for the Bepi Colombo solar arrays ) // European Space Power Conferenc. May 2015.
Січ-2М.16.1163.307 ТР «Требования по стойкости космического аппарата к факторам космического пространства».
YUZHSAT.16.1177.307 ТР. Вторая редакция. "Требования по стойкости космического аппарата к факторам космического пространства".
ГСП.16.1209.307 ТР. «Требования по стойкости космического аппарата к факторам космического пространства».
Техническое задание на составную часть опытно-конструкторской работы (ОКР) "Разработка батареи солнечной" CubeSat.12.9603.314 ТЗ.
Техническое задание на составную часть опытно-конструкторской работы (ОКР) "Разработка батареи солнечной" Січ-2М.12.9433.314 ТЗ.
Техническое задание на составную часть опытно-конструкторской работы (ОКР) "Разработка батарей солнечных" YuzhSat.12.9678.314 ТЗ.
Техническое задание на составную часть опытно-конструкторской работы (ОКР) "Разработка батареи солнечной и контрольно-проверочной аппаратуры" ГСП.12.9621.314 ТЗ.
Downloads
How to Cite
Issue
Section
License
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
1. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
