แผงโซลาร์เซลล์แบบม้วนออก (ROSA) และ แผงโซลาร์เซลล์แบบม้วนออกสำหรับสถานีอวกาศนานาชาติ (iROSA) ^รุ่นที่ใหญ่กว่าเป็นแหล่งพลังงาน ที่มีน้ำหนักเบาและยืดหยุ่น สำหรับยานอวกาศ ซึ่งได้รับการออกแบบและพัฒนาโดยRedwire [ ^{1 ]}

แผงโซลาร์เซลล์ชนิดใหม่นี้ให้พลังงานมากกว่าแผงโซลาร์เซลล์แบบดั้งเดิมมากในขณะที่มีมวลน้อยกว่ามาก^{[ 2 ]}แผงโซลาร์เซลล์แบบดั้งเดิมที่ใช้ในการจ่ายพลังงานให้กับดาวเทียมมีขนาดใหญ่ โดยมีแผงหนักๆ ที่พับเข้าด้วยกันโดยใช้บานพับเชิงกล เนื่องจากน้ำหนักบรรทุกในอวกาศมีข้อจำกัดทั้งในด้านมวลและปริมาตร ROSA จึงมีน้ำหนักเบากว่า 20 เปอร์เซ็นต์ (มีมวล 325 กก. (717 ปอนด์)) ^{[ 3 ]}และมีปริมาตรเพียงหนึ่งในสี่ของแผงโซลาร์เซลล์แบบแข็งที่มีประสิทธิภาพเท่ากัน^{[ 4 ]}

ROSA คือแผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่นและม้วนได้ ซึ่งทำงานในลักษณะเดียวกับการคลายเทปวัดออกจากแกนหมุน การออกแบบแผงโซลาร์เซลล์แบบใหม่นี้สามารถม้วนเก็บได้เป็นทรงกระบอกขนาดกะทัดรัดสำหรับการปล่อยขึ้นสู่อวกาศ โดยมีมวลและปริมาตรน้อยลงอย่างมาก ซึ่งอาจช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายได้อย่างมาก รวมถึงเพิ่มกำลังไฟฟ้าให้กับดาวเทียมได้ด้วย ROSA มีปีกตรงกลางที่ทำจากวัสดุที่ยืดหยุ่นได้ ซึ่งรองรับสาย เซลล์ แสงอาทิตย์ที่ผลิตกระแสไฟฟ้า ด้านข้างทั้งสองของปีกมีแขนแคบๆ ที่ยื่นออกมาตามความยาวของปีกเพื่อรองรับแผงโซลาร์เซลล์ เรียกว่า บูมคอมโพสิตที่มีความแข็งแรงสูง บูมเหล่านี้มีลักษณะคล้ายท่อที่แยกออกเป็นสองส่วนที่ทำจากวัสดุคอมโพสิต ที่แข็งแรง แบนราบและม้วนขึ้นตามแนวยาว แผงโซลาร์เซลล์ไม่จำเป็นต้องใช้มอเตอร์ในการกางออก การกางออกทำได้โดยใช้พลังงานศักย์ที่เก็บไว้ในบูม ซึ่งจะถูกปล่อยออกมาเมื่อบูมแต่ละอันเปลี่ยนจากรูปทรงขดเป็นแขนรองรับตรง จากนั้นปีกโซลาร์เซลล์จะกางออกเนื่องจากพลังงานความเครียดในบูมที่ม้วนอยู่ซึ่งอยู่ที่ปลายทั้งสองข้างของโครงสร้าง

Brian R. Spence และ Stephen F. White เป็นบุคคลแรกที่จดสิทธิบัตรแนวคิดของแผงโซลาร์เซลล์แบบม้วนเก็บได้เมื่อวันที่ 21 มกราคม 2010 ^{[ 5 ]}พวกเขาได้รับสิทธิบัตรสำหรับงานนี้เมื่อวันที่ 1 เมษายน 2014 ^{[ 5 ]}

นาซาได้ทดสอบเทคโนโลยี ROSA ในห้องสุญญากาศบนโลกตลอดช่วงทศวรรษ2010และเมื่อพอใจกับผลลัพธ์ที่น่าพอใจ จึงเริ่มทดสอบในอวกาศเมื่อวันที่ 18 มิถุนายน 2017 ROSA ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศโดยSpaceX CRS-11เมื่อวันที่ 3 มิถุนายน^{[ 3 ]}ในช่วงสุดสัปดาห์ของวันที่ 17-18 มิถุนายน 2017 วิศวกรบนภาคพื้นดินได้ควบคุม แขนกล Canadarm2ของสถานีอวกาศนานาชาติ จากระยะไกล เพื่อดึงอุปกรณ์ทดลอง Roll Out Solar Array (ROSA) ออกจาก ยานขนส่งเสบียง SpaceX Dragonหลังจากสังเกตการณ์แล้ว กลไกนี้ไม่มีแผนที่จะนำกลับมายังโลก แผงโซลาร์เซลล์กางออกเมื่อวันที่ 18 มิถุนายน โดยขยายออกด้วยแขนยึดที่ด้านข้างทั้งสองของปีกกว้าง 1.6 เมตร^{[ 6 ]}นาซาตัดสินใจทำการทดสอบอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์และสังเกตผลที่ตามมา วิศวกรสังเกตพฤติกรรมของแผงโซลาร์เซลล์เมื่อสัมผัสกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรุนแรงในวงโคจรของสถานีอวกาศนานาชาติ การสั่นสะเทือนและการแกว่งตัวยังถูกนำมาใช้ทางกลเพื่อประเมินการตอบสนองของแผงต่อภาระโครงสร้าง^{[ 7 ]}หลังจากการทดลอง เจ้าหน้าที่ควบคุมภาคพื้นดินไม่สามารถล็อกแผงโซลาร์เซลล์ให้อยู่ในตำแหน่งที่จัดเก็บได้ ดังนั้นแผงโซลาร์เซลล์จึงถูกทิ้งออกจากสถานีอวกาศนานาชาติในวันที่ 30 มิถุนายน หลังจากการทดสอบ 12 วัน^{[ 8 ]}

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2564 แผงโซลาร์เซลล์ iROSA ใหม่ 2 แผงถูกติดตั้งบน เสาโครงสร้าง P6ของสถานีอวกาศนานาชาติ^{[ 9 ]}การดำเนินการทั้งสองครั้งใช้เวลา 6 ชั่วโมงในการดำเนินการให้เสร็จสิ้น และดำเนินการโดยนักบินอวกาศShane KimbroughและThomas Pesquetใน การเดินอวกาศ 3 ครั้ง ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}แผงโซลาร์เซลล์ใหม่นี้มีจุดประสงค์เพื่อให้สถานีมีพลังงานเสริมรวม 120 กิโลวัตต์ในช่วงเวลากลางวันของการโคจร^{[ 14 ]}

เมื่อวันที่ 3 ธันวาคม 2022 สมาชิกทีมExpedition 68 Josh CassadaและFrank Rubioได้ติดตั้ง iROSA ที่ Array 3A บนส่วนโครงสร้าง S4 และเชื่อมต่อเข้ากับระบบไฟฟ้าของสหรัฐฯ นักบินอวกาศได้คลายสลักและติดตั้งสายเคเบิล และในเวลา 17:37 GMT อาร์เรย์ก็ถูกกางออกและกำลังรับพลังงาน ในฐานะส่วนหนึ่งของภารกิจเตรียมการ พวกเขาได้เตรียมอาร์เรย์ 4A บนส่วนโครงสร้าง P4 สำหรับการเดินอวกาศครั้งต่อไป ถอดอาร์เรย์ 1B บนส่วน S6 คลายแรงบิดบนกล่องอิเล็กทรอนิกส์ P4 และติดตั้งสายเคเบิลตามโครงสร้างเพื่อเชื่อมต่อในตอนท้ายของการเดินอวกาศครั้งที่ห้าของภารกิจ^{[ 15 ]}การเดินอวกาศประสบกับความล่าช้าเมื่อชุดของ Cassada ไม่ได้รับพลังงาน ขั้นตอนการแก้ไขปัญหาได้ถูกดำเนินการและพลังงานได้รับการคืนให้กับชุดของ Cassada เพื่อให้พวกเขาสามารถดำเนินการเดินอวกาศต่อไปได้Nick Hagueเป็นผู้สื่อสารสนับสนุนภาคพื้นดินสำหรับการเดินอวกาศ^{[ 16 ] [ 17 ]}เมื่อวันที่ 22 ธันวาคม พ.ศ. 2565 ระหว่างการเดินอวกาศครั้งต่อไปของ Cassada และ Rubio ได้มีการติดตั้ง iROSA อีกตัวไว้บนแผงโซลาร์เซลล์ 4A เก่า^{[ 18 ]}

เมื่อวันที่ 9 มิถุนายน 2023 นักบินอวกาศของ NASA สตีฟ โบเวนและวอร์เรน โฮเบิร์ก ออกจากห้อง ปรับความดันอากาศ Quest ของสถานีและติดตั้ง iROSA ที่ได้รับการอัพเกรดบนช่องจ่ายไฟ 1A บนส่วนโครงสร้าง S4 ของสถานี โบเวนและโฮเบิร์กถอดสลักเกลียว กางลูกกลิ้ง และติดตั้งสายเคเบิล ก่อนที่โฮเบิร์กจะยกแผงโซลาร์เซลล์ขึ้นโดยได้รับความช่วยเหลือจาก Canadarm2 จากนั้นนักบินอวกาศทั้งสองได้ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนแผงโซลาร์เซลล์ 1A บนโครงสร้าง S4 แผงโซลาร์เซลล์ถูกติดตั้งเวลา 16:32 UTCและมีรายงานว่าได้รับพลังงานแล้ว^{[ 19 ] [ 20 ]}เมื่อวันที่ 15 มิถุนายน 2023 ระหว่างการเดินอวกาศครั้งต่อไปของโบเวนและโฮเบิร์ก iROSA อีกตัวหนึ่งถูกติดตั้งบนแผงโซลาร์เซลล์ 1B เก่าบนส่วนโครงสร้าง S6 ^{[ 21 ] [ 22 ]}

ชุด iROSA ชุดสุดท้าย ชุดที่เจ็ดและแปด มีแผนที่จะส่งไปยัง ISS เพื่อเสริมช่องพลังงาน 2A และ 3B บนส่วนโครงสร้าง P4 และ S6 หลังปี 2025 โดยนักเดินอวกาศ จาก ภารกิจ Expedition 74 เจสสิกา เมียร์และคริสโตเฟอร์ วิลเลียมส์ได้เริ่มงานเตรียมการตั้งแต่กลางเดือนมีนาคม 2026 ^{[ 23 ] [ 24 ]} NASA ประกาศในเดือนพฤษภาคมว่าพวกเขากำลังตั้งเป้าที่จะปล่อยชุด iROSA ชุดสุดท้ายในฤดูใบไม้ร่วงปี 2026 บนยาน SpaceX CRS-35 ^{[ 25 ]}

เมื่อเวลาผ่านไป เซลล์แสงอาทิตย์บนแผงโซลาร์เซลล์แบบปีกที่ติดตั้งอยู่บนโครงสร้างโครงถักแบบบูรณาการ ของสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ได้เสื่อมสภาพลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป ทั้งๆ ที่ได้รับการออกแบบให้มีอายุการใช้งานเพียง 15 ปี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแผงโซลาร์เซลล์รุ่นแรกๆ ที่ถูกส่งขึ้นไปในอวกาศ คือ แผง P6 และ P4 ในปี 2000 และ 2006

เพื่อเสริมปีก แผงโซลาร์เซลล์รุ่นขยายขนาดจำนวน 3 คู่ที่รู้จักกันในชื่อ iROSA ได้ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศในส่วนท้ายของ ยานขนส่งสินค้า SpaceX Dragon 2ตั้งแต่ต้นเดือนมิถุนายน 2021 ถึงต้นเดือนมิถุนายน 2023 บนภารกิจSpaceX CRS-22 , CRS-26และCRS-28 [ ^{26 ] แผง}โซลาร์เซลล์คู่ที่สี่จะถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศในฤดูใบไม้ร่วงปี 2026 ^{[ 25 ] [ 23 ] [ 24 ]}แผงโซลาร์เซลล์เหล่านี้มีความกว้างครึ่งหนึ่งของปีกที่มีอยู่เดิม และมีจุดประสงค์เพื่อติดตั้งตามส่วนกลางของปีกระหว่างครึ่งหนึ่งถึงสองในสามของความยาว และระนาบของแผงจะเอียงทำมุม 10° เหนือระนาบของปีกแผงโซลาร์เซลล์ที่มีอยู่เดิม^{[ 27 ] [ 14 ]}

ลูกเรือของExpedition 64 เริ่มดำเนินการติดตั้งโครงยึดของ iROSA บนเสาโครงสร้าง P6 ที่ยึดปีกแผงโซลาร์เซลล์ ในช่วงปลายเดือนกุมภาพันธ์ 2021 ^{[ 28 ] [ 14 ]}หลังจากแผงโซลาร์เซลล์คู่แรกถูกส่งมาในช่วงต้นเดือนมิถุนายน^{[ 12 ]}การเดินอวกาศในวันที่ 16 มิถุนายน โดยสมาชิกShane KimbroughและThomas PesquetจากExpedition 65เพื่อวางแผงโซลาร์เซลล์ iROSA หนึ่งแผงบนช่องพลังงาน 2B และเสาโครงสร้างของ P6 ^{[ 29 ]}ประสบความสำเร็จจนกระทั่งคอมพิวเตอร์ในชุดอวกาศทำงานผิดปกติและ iROSA ประสบปัญหาทางเทคนิคในการติดตั้ง ส่งผลให้การเดินอวกาศต้องยุติลงก่อนกำหนด โดยกินเวลา 7 ชั่วโมง 15 นาที^{[ 30 ] [ 31 ]}การเดินอวกาศอีกสองครั้ง ในวันที่ 20 และ 25 มิถุนายน ซึ่งกินเวลาระหว่าง 6 ชั่วโมง 28 นาที ถึง 6 ชั่วโมง 45 นาที^{[ 31 ]}ทำให้ Kimbrough และ Pesquet เสร็จสิ้นการติดตั้ง iROSA ครั้งแรก รวมถึงการติดตั้งและใช้งาน iROSA ตัวที่สองบนช่องพลังงาน 4B และเสา^{[ 31 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 13 ]}

ชุดประกอบ iROSA คู่ที่สองได้รับการติดตั้งในภายหลัง โดยชุดหนึ่งติดตั้งอยู่บนโครงสร้าง P4 นักบินอวกาศAkihiko HoshideและMark Vande Heiจากภารกิจ Expedition 65 มีกำหนดจะดำเนินการติดตั้งโครงยึดก่อนหน้านี้ในวันที่ 24 สิงหาคม 2021 ^{[ 32 ]}แต่ถูกเลื่อนออกไปเป็นเดือนกันยายนหลังจาก Vande Hei ประสบปัญหาสุขภาพเล็กน้อย^{[ 33 ]}เขาถูกแทนที่โดย Thomas Pesquet การเดินอวกาศเริ่มต้นในวันที่ 12 กันยายน 2021 และกินเวลา 6 ชั่วโมง 45 นาที^{[ 34 ]}แผงโซลาร์เซลล์คู่ที่สองถูกส่งขึ้นสู่อวกาศด้วย SpaceX CRS-26 เมื่อวันที่ 26 พฤศจิกายน 2022 ^{[ 26 ]}เมื่อวันที่ 3 ธันวาคม 2022 สมาชิกทีมExpedition 68 Josh CassadaและFrank Rubioเริ่มเดินอวกาศเพื่อติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ในตำแหน่งสุดท้าย ที่ช่องจ่ายไฟ 3A และช่องเสาบนส่วน S4 และช่องจ่ายไฟ 4A และช่องเสาบนส่วน P4 ^{[ 35 ] [ 27 ]}พวกเขาติดตั้งเสร็จสมบูรณ์เมื่อวันที่ 22 ธันวาคม^{[ 18 ]}

แผงโซลาร์เซลล์คู่ที่สามถูกส่งขึ้นสู่อวกาศด้วย SpaceX CRS-28 เมื่อวันที่ 5 มิถุนายน 2023 ^{[ 36 ] [ 37 ]}เมื่อวันที่ 9 มิถุนายน 2023 สมาชิกทีมExpedition 69 สตีเฟน โบเวนและวอร์เรน โฮเบิร์กเริ่มเดินอวกาศเพื่อติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ในตำแหน่งสุดท้าย ที่ช่องจ่ายไฟ 1A และช่องเสาบนส่วน S4 และที่ช่องจ่ายไฟ 1B และช่องเสาบนส่วน S6 ^{[ 19 ] [ 38 ]}พวกเขาติดตั้งเสร็จสมบูรณ์ในวันที่ 15 มิถุนายน

iROSA คู่สุดท้าย คู่ที่เจ็ดและแปด มีแผนจะติดตั้งบนช่องจ่ายไฟ 2A และ 3B บนส่วนโครงสร้าง P4 และ S6 ในฤดูใบไม้ร่วงปี 2026 ^{[ 25 ] [ 23 ]}การติดตั้งขายึด iROSA ของช่อง 2A ดำเนินการโดยเจสสิกา เมียร์และคริสโตเฟอร์ วิลเลียมส์จากคณะสำรวจ 74เมื่อวันที่ 18 มีนาคม 2026 ^{[ 24 ]}

ส่วนพลังงานและการขับเคลื่อนของLunar Gatewayและ ภารกิจ Double Asteroid Redirection Test (DART) ใช้เทคโนโลยี ROSA ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์

ROSA บน DART ช่วยให้ยานอวกาศสามารถนำทางผ่านอวกาศและไปถึง ระบบดาวเคราะห์น้อย Didymosได้ ปีกแบบโมดูลาร์ที่ยืดหยุ่นและม้วนได้นั้นมีน้ำหนักเบากว่า กะทัดรัดกว่า และแข็งแรงกว่าในอวกาศ อีกทั้งยังเล็กกว่า iROSA แผงแต่ละแผงจะค่อยๆ กางออกจนมีความยาวถึง 28 ฟุต (8.53 เมตร) DART เป็นยานสำรวจลำแรกที่ใช้แผงแบบใหม่นี้ ซึ่งเป็นการปูทางสำหรับการใช้งานในภารกิจในอนาคตRedwireได้ส่งมอบ ROSA ให้กับAPLในเดือนพฤษภาคม 2021 และทำงานร่วมกับทีม APL อย่างใกล้ชิดเป็นเวลาหลายสัปดาห์เพื่อติดตั้งแผงเหล่านี้ลงบนยานอวกาศอย่างระมัดระวัง การติดตั้งเสร็จสมบูรณ์ในวันที่ 13 สิงหาคม 2021 ^{[ 39 ]}

แผงโซลาร์เซลล์ DART แต่ละแผงมีขนาดเล็กพอที่จะสาธิต เทคโนโลยีแผงโซลาร์ เซลล์แบบ Transformational Solar Arrayซึ่งมีเซลล์แสงอาทิตย์ SolAero Inverted Metamorphic Multijunction (IMM) ที่มีประสิทธิภาพสูงมากและตัวรวมแสง สะท้อนแสง ที่ให้พลังงานมากกว่าเทคโนโลยีแผงโซลาร์เซลล์ในปัจจุบันถึงสามเท่า^{[ 40 ] [ 41 ]}

ต่อมาเทคโนโลยี ROSA นี้ได้ถูกขยายเพื่อการใช้งานเชิงพาณิชย์ โดยลูกค้ารายแรกคือOvzonดาวเทียมของพวกเขาคือOvzon-3ที่สร้างโดยMaxar Technologiesซึ่งถูกปล่อยขึ้นสู่ วงโคจร Geostationary transfer orbit ด้วยจรวด Falcon 9 ได้สำเร็จ ในวันที่ 3 มกราคม 2024 ^{[ 42 ]}ต่อมาแผงโซลาร์เซลล์ถูกกางออกในวันที่ 10 มกราคม 2024 ^{[ 43 ]}

ซีอาร์เอส-11

• 
  ตราสัญลักษณ์ภารกิจ SpaceX CRS-11 ^{[ a ]}
• 
  การปล่อยจรวด CRS-11

ซีอาร์เอส-22

• 
  แพทช์ SpaceX CRS-22 ^{[ b ]}
• 
  ตราสัญลักษณ์ภารกิจ ISS iROSA 2B และ 4B
• 
  การปล่อยจรวด CRS-22

การทดสอบการเบี่ยงเบนดาวเคราะห์น้อยคู่

• 
  แพทช์ภารกิจดาร์ท^{[ c ]}
• การพัฒนาโครงการ Roll Out Solar Array (ROSA) ของ DART
• 
  ROSA พร้อมติดตั้งบนยานอวกาศ DART แล้ว
• 
  กำลังติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์แบบเคลื่อนที่ (ROSA) บน DART
• 
  การปล่อยลูกดอก

ซีอาร์เอส-26

• 
  ตราสัญลักษณ์ภารกิจ SpaceX CRS-26
• 
  การปล่อยจรวด CRS-26

ซีอาร์เอส-28

• 
  ตราสัญลักษณ์ภารกิจ SpaceX CRS-28
• 
  การปล่อยจรวด CRS-28

โอฟซอน-3

• 
  การปล่อย Ovzon-3

• แผงโซลาร์เซลล์
• แผงโซลาร์เซลล์
• ระบบไฟฟ้าของสถานีอวกาศนานาชาติ
• เรดไวร์

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับโครงการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์

• การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ทดลองบนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS)
• การปลดแผงโซลาร์เซลล์ออกจากสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS)
• การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ที่ใช้งานได้บนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) เมื่อวันที่ 25 มิถุนายน 2564