Panneaux solaires des Soyouz: la fabrication révélée par le photographe Ivan Timochenko

Comment fournir de l’énergie à un satellite à 250 km de la Terre ? Et s'il se trouve à 35 700 km d'altitude en orbite géostationnaire, ou s'il faut fournir de l'électricité au laboratoire le plus cher du monde pendant dix ans ?

En plus de nous expliquer comment sont construits les panneaux solaires, Ivan Timochenko, photographe, nous propose des images du processus, dont le côté "artistique" ne nous échappe pas. Merci Ivan !

L'entreprise NPP Kvant (quantum en russe) aide à résoudre les problèmes énergétiques dans l'espace, du premier satellite artificiel de la Terre aux engins spatiaux modernes.

L'ISZ-1 [Spoutnik-1] était équipé de batteries argent-zinc fabriquées par le VNIIT (aujourd'hui NPP Kvant), qui assuraient le fonctionnement de l'émetteur radio pendant 21 jours. Et déjà en 1958, les batteries solaires (SB) ont commencé à être utilisées pour la première fois sur les engins spatiaux domestiques. Spoutnik 3 était équipé de panneaux en silicium. Bien entendu, la principale source d’énergie pour les équipements scientifiques restait les batteries, et des panneaux solaires alimentaient une petite balise radio.

Les vaisseaux spatiaux de type Progress et Soyouz utilisent également des photocellules produites par NPP Kvant. J'ai assisté à leur assemblage final et à leur illumination dans l'usine de production.

Tout d’abord, le cadre du futur panneau est préparé. Les chemins de câbles sont posés sur une base en treillis de fibre de verre imprégné de résine époxy. Ensuite, des groupes de photocellules sont fixés au réseau à l'aide de fil de cuivre, ils sont reliés via des conducteurs de descente aux lignes principales et mènent aux générateurs et au connecteur des batteries solaires du vaisseau spatial.

Le travail est très minutieux ; les employés disposent les photocellules sur la toile comme une mosaïque. Chaque cellule possède son propre numéro et doit être située dans un endroit strictement désigné. Avant le test, le panneau est soigneusement vérifié pour détecter les défauts, en soufflant littéralement chaque grain de poussière dessus.

Et la partie la plus spectaculaire est l’illumination des panneaux solaires. Le support d'éclairage est composé de 600 lampes de 1 kW chacune ! Ils dégagent une telle chaleur qu’il est tout simplement impossible de s’approcher d’eux. Ce « Soleil artificiel » est nécessaire pour tester la fonctionnalité des batteries. Le panneau est chauffé à la température de fonctionnement et les paramètres électriques sont mesurés, chaque élément individuel pouvant être mesuré manuellement.

Pendant le vol vers l'ISS, les batteries constituent la principale source d'énergie et, avec les panneaux solaires, fournissent de l'énergie à tous les systèmes du vaisseau. Après l'amarrage à l'ISS, les vaisseaux sont mis en mode stockage et utilisés pour corriger leur orbite et éviter les débris spatiaux.

La durée de vie du vaisseau spatial Soyouz en orbite est d'environ 1 an, c'est pourquoi des cellules solaires en silicium sont utilisées dans les batteries solaires, elles ne sont pas si chères à produire et n'ont pas le temps de se dégrader en un an.

Pour les satellites ayant une durée de vie plus longue, des batteries à l'arséniure de gallium sont utilisées. L'efficacité de ces batteries est supérieure à celle des batteries au silicium, mais la production est beaucoup plus compliquée et le prix est en conséquence élevé. Mais la durée de vie garantie est d’au moins 15 ans !

À l’heure actuelle, l’utilisation de panneaux solaires est l’un des meilleurs moyens de produire de l’électricité pour les engins spatiaux en orbite proche de la Terre.

Ils présentent de nombreux inconvénients, mais la plupart d’entre eux ne deviendront apparents que lors de missions de longue durée dans l’espace lointain.

Ainsi, les "ailes" du Soyouz s'ouvriront encore pour rencontrer le Soleil plus d'une fois.

Source et crédits photographiques: Ivan Timochenko