SSPARE: Space Solar Power Autonomously Reconfigurable Elements

要約

GEO 通信衛星は多大な収益を生み出しますが、軌道上で確実に機能できるのは約 10 年間のみです。
GEO 衛星の信頼性を制限する主な要因の 1 つは電力システムであり、特にバッテリーと太陽電池アレイの劣化に関連する異常です。
GEO 衛星はコストが高く、寿命が比較的短いため、軌道上サービス システムの開発に向けた研究活動が増加しています。
しかし、既存のサービス システムのほとんどは高価で、高度にカスタマイズされており、燃料補給タスクに重点を置いています。
軌道上での燃料補給は非常に役立ちますが、長期ミッションにとって重要な衛星の信頼性は向上しません。
そこで、私たちは、コスト効率の高いセルフサービス型の電力システムであるSSPARE（Space Solar Power Autonomously Reconfigurable Elements）を提案します。
SSPARE は、衛星の信頼性を向上させるだけでなく、従来の GEO 通信衛星と比較して、打ち上げごとに最大 6 倍の電力を生成することができます。
この研究では、GEO 衛星が失敗する理由を調査し、SSPARE の概念について詳しく説明します。
SSPARE を従来の軌道上整備ミッションと比較すると、提案されたコンセプトの利点が浮き彫りになります。
人類が地球からますます自立しようと努めている中、この研究は、軌道上に大規模な太陽光発電所などの将来のシステムの基礎を構築することを目的としています。

要約(オリジナル)

GEO communication satellites generate significant revenue but can only function reliably for approximately 10 years on orbit. One of the main drivers that limits the reliability of a GEO satellite is the electric power system, and in particular, anomalies related to batteries and degradation of the solar arrays. Given the high cost and relatively short lifespan of GEO satellites, there has been increased research activity towards developing on-orbit servicing systems. However, most of the existing servicing systems are expensive, highly customized, and focus on refueling tasks. On-orbit refueling can be very useful, however, it does not improve satellite reliability which is crucial for long-term missions. Therefore, we propose SSPARE (Space Solar Power Autonomously Reconfigurable Elements), a cost-effective, self-servicing power system. Aside from improving satellite reliability, SSPARE enables to generate up to 6 times more power per launch compared to a traditional GEO communication satellite. This study explores why GEO satellites fail and elaborates on the SSPARE concept. A comparison of SSPARE against a traditional on-orbit servicing mission highlights the benefits of the proposed concept. With humanity striving to become more and more Earth-independent, this work aims to build a foundation for future systems such as large solar power farms on-orbit.

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