Zaria | Les panneaux solaires

1. Généralités

Le module Zaria est muni de deux panneaux solaires qui, à l'origine, produisaient la puissance électrique nécessaire au fonctionnement des différents systèmes, et aussi de plusieurs éléments américains.

En 2007, les deux panneaux ont dû être rétractés et le module Zaria dépend depuis de sources extérieures pour son alimentation électrique.

Fig. 1 : Le module Zaria, avec ses deux panneaux solaires, 6 décembre 1998.
Crédit : NASA.

Chaque panneau solaire a une surface de 28m2 (7m de long par 4m de large). Les cellules photovoltaïques sont protégées des agressions du milieu spatial par un revêtement transparent.

Les panneaux produisent jusqu'à 3,5kW sous une tension continue de 32V. Un convertisseur rabaisse cependant cette tension à 28Vdc. 90% de l'énergie provient du Soleil, et les 10% restants viennent de la lumière reflétée par la Terre.

Chaque panneau solaire est constitué de trois segments. Chacun des six segments est relié au bus 28V par un convertisseur de tension DC/DC appelé RT-50 (Регулятор Тока), qui abaisse la tension produite de 32V à 28V (voir la section sur le système électrique de Zaria).

2. Orientation

Les panneaux de Zaria sont capables de suivre le Soleil afin de maximiser leur efficacité, et ce grâce au Système d'Orientation des Panneaux Solaires SOSB (Система Ориентации Солнечных Батарей).

Ils peuvent tourner autour de leur axe longitudinal grâce à des moteurs électriques qui les positionnent dans l'une des seize positions définies sur le figure 2. Varier l'inclinaison d'une position revient à incliner les panneaux de 22,5°.

Fig. 2 : Schéma des capacités de rotation des panneaux solaires de Zaria.
Crédit : Electrical Power Systems Training Manual.

La rotation des panneaux se fait à une vitesse comprise entre 0,75°/s et 0,8°/s. Quand ils arrivent à la position n°16, ils ne peuvent pas passer à la position 1 : ils doivent refaire le tour dans l'autre sens.

En outre, le SOSB est constitué de six capteurs solaires B-12 situés sur la coque de Zaria (quatre à l'arrière et deux sur le GA).

Fig. 3 : Emplacement des capteurs B-12.
Crédit : NASA.

3. Rétractation

Chaque panneau est rétractable grâce à un mécanisme commandé par des moteurs électriques. Si ce dernier venait à tomber en panne, tout est conçu pour que des cosmonautes en scaphandres puissent manœuvrer le panneau manuellement.

Fig. 4 : Le panneau solaire bâbord de Zaria, en position repliée, 3 septembre 2009.
Crédit : NASA.

Les panneaux ont été déployés juste après le lancement de Zaria, le 20 novembre 1998, et ils ont dû par la suite être repliés pour permettre le déploiement des radiateurs américains PVR. Le panneau tribord a été replié le 28 septembre 2007, et le panneau bâbord le 29 septembre 2007.

Bien qu'ils soient toujours en position rétractée, les deux panneaux produisent toujours une puissance électrique d'environ 500W.

Fig. 5 : Vue de la station internationale, 11 septembre 2006.
On voit bien que les panneaux de Zaria bloquent le déploiement des autres PVR.
Crédit : NASA.

Le GKNPTs Khrounitchev a un temps envisagé de modifier le troisième segment des panneaux solaires afin de faire de la place aux PVR tout en conservant les panneaux déployés. Cette manipulation aurait nécessité deux sorties dans l'Espace, mais elle n'a jamais été réalisée.

Fig. 6 : Schéma du projet de modification des panneaux solaires de Zaria.
Crédit : Results of five-years exploitation of the first ISS element - FGB «Zarya» module.

Bibliographie

- International Space Station Familiarization, NASA TD9702A, 31 juillet 1998.
- Electrical Power Systems Training Manual, NASA TM 21109, 26 août 2004.
- GIETL, E., GHOLDSTON, E., MANNERS, B., DELVENTHAL, R., The Electric Power System of the International Space Station — A Platform for Power Technology Development, NASA/TM 2000-210209, juin 2000.
- CHAÏEVITCH, S., Results of five-years exploitation of the first ISS element - FGB «Zarya» module, IAC-03-T.1.01
- Discussion sur le forum de NasaSpaceFlight


Dernière mise à jour : 27 mai 2012