אבטיפוס מזערי של פנל פוטו-וולטאי שפותח על ידי מדענים מישראל ישוגר במשימה הראשונה של נאס"א לתחנת החלל הבינלאומית בשנת 2020. ההתקן החדשני להפקת חשמל מאור השמש פותח בשיתוף פעולה בין פרופ' ג'פרי גורדון מהמכון לחקר המדבר של אוניברסיטת בן גוריון בשדה בוקר לעמיתיו בארצות הברית. פרופ' גורדון קיבל תמיכה למחקרו מסוכנות החלל הישראלית במשרד המדע – ואילו עמיתיו האמריקנים זכו לתמיכה של חיל האוויר האמריקאי. העמיתים פרסמו יחד את פרטי ההתקן החדש לאחרונה בכתב העת Optics Express.
"דרך העמיתים שלי באוניברסיטת פנסילבניה, הבנתי שנאס"א מתכוונת לצרף את ההתקן כבר למשימה הראשונה שתצא לתחנת החלל הבינלאומית בשנת 2020", מספר פרופ' גורדון. "בינתיים מדובר בניסוי בלבד. צריך להדגיש שאנחנו לא הולכים להפיק חשמל לתחנה עצמה, אלא לבדוק את עמידות התאים הפוטו-וולטאיים שבנינו לקרינה הקוסמית ולשינויי הטמפרטורה הקיצוניים שבין המצב המואר למצב החשוך. אם הניסוי יוכתר כהצלחה, אני מקווה שנאס"א וחברות פרטיות ישקלו ברצינות להשתמש בהתקן לכל משימות החלל הבאות".
האבטיפוס שיישלח לחלל מורכב מ-90 תאים פוטו-וולטאיים זעירים, בערך בגודל של חוד עט, כאשר המערכת כולה אינה עולה בעובייה על 1 מ"מ. זאת כחלק מכוונה למזער את התאים הפוטו-וולטאיים שיום אחד ישמשו משימות למסלול לווייני סביב כדור הארץ, לירח או למאדים. "בשלב הזה אנחנו מדברים על פי שלושה עד ארבעה יותר וואטים ליחידת מסה", אומר פרופ' גורדון.
NASA 2.jpg
ככלל, ושלא כמו משימות חלל ממשלתיות או צבאיות, עלויות ייצור נמוכות הן תנאי הכרחי לשיגור משימות חלל פרטיות. תעשיית החלל הפרטית כבר הצליחה להוריד משמעותית את עלויות השיגור. דוגמא מובהקת לכך היא הצלחת הרקטות הרב-שימושיות של חברת ספייס אקס. אלא שעם הירידה בעלויות השיגור, ההוצאה המינורית (באופן יחסי, כמובן) על צרכי האנרגיה של המשימה החלה לקבל תשומת לב כמהמורה חשובה בדרך לפתיחת החלל לתחרות.
"האתגר העיקרי הוא הדיוק. כאשר מרכז השמש בפנל סולרי בכדור הארץ סוטה מהמתוכנן בכמה מעלות, שולחים טכנאי והוא פשוט מתקנו. בחלל מדובר במצב עגום הרבה יותר, ולא תמיד אפשר בכלל להגיע פיזית לחללית. לכן בכדור הארץ הסיבולת האופטית למרכזים היא של פלוס-מינוס מעלה אחת, ואילו בחיל האוויר האמריקני ובנאס"א דרשו מאתנו לספק סיבולת אופטית של חמש מעלות לכל הפחות – עם העדפה לעשר. הבעיה היא שריכוז הקרינה המתקבלת יורד עם הגדלת הסיבולת. אולם תאים מסוגלים להגיע ליעילות גבוהה יותר ככל שריכוז האור גבוה יותר. זה בכלל לא עניין של כמה פיקח האדם, זה חוק בסיסי בפיזיקה. נאלצנו למצוא את הטרייד אוף האופטימלי בין היעילות לעמידות. האילוצים הללו היו מאתגרים מאוד עבורנו, אבל זה חלק מהתענוג של פיתוח מערכות לחלל".