Het Dutch Space 'Flatpack' zonnepaneelconcept is ontwikkeld om een speciale klasse van grote satellieten van elektrisch vermogen te voorzien. Deze satellieten vliegen veelal in lage, polaire banen rond de aarde en observeren onze planeet en de atmosfeer met een groot aantal verschillende wetenschappelijke instrumenten.
Envisat 'flatpack' zonnepaneel uitgevouwen (voorzijde)
Niet alleen vanwege hun enorme afmetingen, maar ook vanwege de opbouw van deze satellieten en hun positie en oriëntatie in hun baan om de aarde kunnen 'klassieke' zonnepaneelconfiguraties (twee vleugels aan tegenovergestelde zijden van het ruimtevaartuig) niet toegepast worden.
Omdat nu alle zonnecellen op een enkele vleugel bevestigd moeten worden, nemen het aantal panelen en hun oppervlak drastisch toe. De zonnevleugel voor de grote aardobservatiesatelliet van ESA 'Envisat' bestaat bijvoorbeeld uit 14 panelen, die elk 5 x 1 m2 groot zijn.
Tijdens de lancering bevindt de satelliet zich op de top van de raket en wordt beschermd door een neuskegel. Omdat de satelliet erg groot is, is het beschikbare volume waarin de zonnevleugel opgevouwen moet worden, erg beperkt. Daarom zijn de panelen zo dun mogelijk (10 mm) gemaakt en als gevolg daarvan zijn ze erg slap.
De enige manier om ervoor te zorgen dat de natuurlijke frequenties van de opgevouwen zonnevleugel en de satelliet ver genoeg van elkaar weg blijven (om ongecontroleerd opslingeren ten gevolge van de trillingen in de raket tijdens de lancering te voorkomen) is het aanbrengen van voldoende bevestigingspunten. Omdat de panelen en de satelliet erg groot zijn en bovendien een verschillende temperatuur aannemen en van verschillende materialen gemaakt zijn, moeten deze punten in het vlak van de panelen flexibel zijn om verschillen in thermische uitzetting op te kunnen vangen. Dat verklaart het grote aantal en de grote afmetingen van de gaten in de panelen.
Envisat flatpack zonnepaneel (ingevouwen)
De punten waar de zonnevleugel vastzit aan de satelliet worden los gemaakt met een zogenaamd thermisch mes. Deze messen wordt gloeiend heet gemaakt en 'snijden' zo door de Kevlar kabels heen, die de panelen opgevouwen houden tijdens lancering. Vervolgens trekt een elektromotor met behulp van kabels en katrollen de vleugel naar buiten. Aan de achterkant van de panelen ontvouwt zich tegelijkertijd een reeks van stijve balken (de zogenaamde 'strongback' structuur) die ervoor zorgt dat de uitgevouwen vleugel stijf genoeg is om geen problemen te veroorzaken voor het standregelsysteem van de satelliet.
Onze zonnevleugels van het 'Flatpack' type kunnen zoveel als 10 kWatt elektrisch vermogen leveren.
