In de lucht zwevende substraatpanelen maken JUICE-zonnepanelen van ruimtevaartuigen mogelijk

Bron | In de lucht

Airborne (Den Haag, Nederland) heeft de laatste 4 van de 10 XL-substraatpanelen geleverd aan Airbus Defence and Space Netherlands (Leiden, Nederland) voor gebruik in het zonnepaneel van de JUICE-missie van de European Space Agency (ESA) naar Jupiter.

De JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) is een interplanetair ruimtevaartuig in ontwikkeling door de ESA met Airbus Defence and Space Netherlands als hoofdaannemer. De missie zal de manen Ganymedes, Callisto en Europa van Jupiter bestuderen.

Gezien de extreme afstand tot de zon heeft het JUICE-ruimtevaartuig een uitzonderlijk groot zonnepaneel nodig om voldoende stroom op te wekken. Airborne is door Airbus Defence and Space Netherlands geselecteerd om de XL-substraatpanelen voor het zonnepaneel van JUICE te ontwikkelen en te produceren. Met een totale oppervlakte van 85 vierkante meter zal de satelliet worden uitgerust met het grootste zonnepaneel dat ooit op een interplanetaire missie is gevlogen. Elk afzonderlijk paneel heeft een oppervlakte van 9 vierkante meter. Om productie mogelijk te maken heeft Airborne de productieapparatuur aangepast, waaronder het vergroten van de maximale binnendiameter van de autoclaaf van 2,6 naar 2,9 meter.

Bron | In de lucht

Het zonnepaneel van JUICE is gebouwd met de nieuwe ARA Mk4-technologie, die is ontwikkeld en gekwalificeerd door Airbus Defence and Space Netherlands in nauwe samenwerking met Airborne. De technologie zorgt voor 20% kostenbesparing en verhoogt de robuustheid van het zonnepaneel door het temperatuurbereik uit te breiden en stijfheid toe te voegen. Omdat de satelliet gedurende de volledige duur van de missie aan extreme omstandigheden zal worden blootgesteld, moeten de panelen bestand zijn tegen temperaturen tot -240 °C en tegen ruimtestraling.

Het substraatpaneel is voorzien van de volgende generatie space prepregs die zijn ontwikkeld door Toray Advanced Composites (voorheen TenCate Advanced Composites, Morgan Hill, Californië, VS), die volgens Toray worden gebruikt op onder meer de frontplaten, randelementen en patches. Toray RS-36, een op epoxy gebaseerde thermohardende prepreg voor structurele composiettoepassingen, werd geselecteerd als de materiaaloplossing voor ARA Mk4.

De extreme temperaturen waaraan de satelliet in de buurt van Jupiter zal worden blootgesteld, maakten aanvullende kwalificaties noodzakelijk op het paneelontwerp en de interfaces. Airborne vervaardigde 160 kwalificatietestmonsters en twee full-size panelen die in januari 2017 werden geleverd. Na een intensieve testcampagne van Airbus Defence and Space Netherlands heeft Airborne in totaal 10 substraatpanelen vervaardigd. De laatste 4 panelen werden voltooid in oktober 2019. Lancering van de JUICE-missie is gepland voor 2022.

Arno van Mourik, CEO van Airborne, zegt:“JUICE is een geweldig voorbeeld van wat we kunnen doen op het gebied van state-of-the-art substraatpaneeltechnologie voor zonnepanelen van extreem veeleisende ruimtemissies. Voortbouwend op deze positie zijn we vastbesloten om vooruit te gaan op het gebied van betaalbare ruimtepanelen voor nieuwe ruimte. Door onze kennis van hoogwaardige substraten te combineren met onze capaciteiten op het gebied van industrialisatie van composieten, kunnen we de nieuwe ruimtevaartmarkt voorzien van hoogwaardige, maar toch radicaal betaalbare oplossingen in grote volumes.”