La misión satelital Aquarius/SAC-D fue un emprendimiento conjunto entre la CONAE y la agencia espacial de los Estados Unidos (NASA), en el cual la CNEA ha sido responsable del desarrollo de los paneles solares.

El satélite SAC-D fue puesto en órbita el 12 de junio de 2011 y a partir de ese momento se realiza un seguimiento de los parámetros eléctricos de los paneles solares y el subsistema de potencia a partir de datos recibidos por telemetría.

Diseño de modelos y simulación numérica

El Departamento Energía Solar de la CNEA integró dos modelos de ingeniería para la misión Aquarius/SAC-D. Para ambos modelos se utilizaron celdas solares de triple juntura adquiridas a la empresa Emcore Corp. (EE.UU.).

El primer modelo denominado EM#3 (900 mm x 570 mm) está compuesto por 6 cadenas de 18 celdas solares interconectadas en serie. El segundo modelo, el EQM (Engineering Qualification Model; 2338 mm x 2154 mm), posee también 18 celdas por cadena, con el área completa cubierta por aproximadamente el 15% de celdas solares no aptas para vuelo, 5% de celdas solares de vuelo, y cadenas miméticas para simular la masa de las celdas solares faltantes.

La simulación eléctrica de ambos modelos se realizó mediante herramientas numéricas desarrolladas previamente, utilizando como datos de entrada las características eléctricas de corriente vs. tensión de las celdas que conforman los paneles medidas en condiciones estándar.

Fabricación, ensayo y caracterización de modelos

Los modelos EM#3 y EQM fueron fabricados con el fin de calificar los componentes y procesos de integración. En el caso del EQM, se utilizaron miméticos de fibra de vidrio para completar el área del panel solar en las zonas donde no se integraron celdas solares. Las celdas solares y los miméticos se pegaron mediante un adhesivo siliconado calificado para aplicaciones espaciales sobre una estructura compuesta por un panal de abeja de aluminio recubierto con fibra de carbono y una película de Kapton como aislante eléctrico.

Se montaron 4 SSG en el modelo EM#3 y 6 en el EQM. Ambos modelos fueron sometidos posteriormente a los ensayos de calificación descriptos en la siguiente sección. Los componentes y diferentes subconjuntos de los paneles solares fueron inspeccionados visualmente y probados funcionalmente en diferentes niveles de integración.

Asimismo, se realizó el ensayo eléctrico funcional de cada cadena del modelo EM#3 y de cada módulo del EQM determinando la curva I-V mediante una fuente de luz pulsada de Xe (un flash comercial), filtros neutros, un osciloscopio digital y una carga electrónica.

Ensayos ambientales

Ambos modelos fueron sometidos a ensayos de calificación en el Laboratório de Integração e Testes del Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Brasil). Los ensayos realizados incluyeron ciclado térmico en vacío y ensayos de vibraciones. Complementariamente, se realizó un ensayo dinámico para evaluar deformaciones elásticas sobre el panel EM#3 y ensayos de vibraciones acústicas sobre el EQM.

Antes y después de los ensayos ambientales se realizó una inspección visual completa y una verificación funcional eléctrica. No se observaron diferencias significativas luego de finalizados los ensayos, completándose el proceso de calificación de los paneles solares para la misión Aquarius/SAC-D y habilitando para iniciar la integración de los paneles solares de vuelo.

Este trabajo fue financiado principalmente por la CNEA y la CONAE, contándose también con apoyo de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica y del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET).

Lanzamiento y puesta en órbita

El satélite SAC-D fue lanzado el 12 de junio de 2011 desde la plataforma de la NASA Vandenberg (Estados Unidos) y concluyó su servicio operativo el 8 de Junio de 2015, tras haber cumplido exitosamente su misión prevista para 3 años.