Zonnepanelen: onmisbaar in de ruimte, van belang voor ons op aarde

Zonnepanelen zijn cruciaal voor succesvolle missies in de ruimte. Deze hightech, waarin Airbus Netherlands wereldwijd koploper is, speelt een sleutelrol in het betrouwbaar leveren van energie aan satellieten.

‘Zonnepanelen zijn het slimste en meest duurzame middel om energie op te wekken in de ruimte,’ benadrukt Rob van Hassel, expert op het gebied van zonnepanelen bij Airbus Netherlands. ‘Er is simpelweg geen beter alternatief.’

Waarom zonnepanelen in de ruimte?

Andere energiebronnen zoals brandstofcellen of batterijen zijn in de ruimte niet praktisch. Brandstofcellen gebruiken vloeibare waterstof en zuurstof, zijn zwaar en moeilijk mee te nemen en gevaarlijk bovendien (Apollo 13!), en batterijen raken op. En kernenergie is te gevaarlijk in het geval dat een lancering misgaat en de raket ontploft. Zonnepanelen bieden daarentegen een constante, betrouwbare stroomvoorziening. ‘Zolang ze zonlicht opvangen, blijven ze energie produceren,’ legt Van Hassel uit. Dit maakt zonnepanelen de ideale energiebron in een omgeving waar efficiëntie en levensduur belangrijk zijn.

Zonnepanelen zetten zonlicht om in elektriciteit door gebruik te maken van zonnecellen. Deze absorberen fotonen uit het zonlicht, waardoor elektronen in de atomen van de zonnecellen in beweging worden gebracht en er een elektrische stroom ontstaat. Deze stroom voorziet de verschillende systemen aan boord van een ruimtevaartuig van energie.

Complex en innovatief

Het ontwerpen van zonnepanelen voor ruimtemissies is complex en vraagt om innovatieve materialen en technieken. ‘Zonnepanelen in de ruimte zijn ontworpen om bestand te zijn tegen uitzonderlijke omstandigheden,’ zegt van Hassel. Tijdens de lancering worden er extreme krachten op de wings uitgeoefend. Die zitten op dat moment strak opgespannen tegen de satelliet, om eenmaal in de ruimte uit te klappen. Een taak die gegarandeerd moet slagen om de satelliet tijdens de missie van stroom te kunnen voorzien. Vervolgens worden de zonnepanelen in de ruimte blootgesteld aan extreem hoge en lage temperaturen, het schadelijke ultraviolette deel van de zonnestraling, en andere vormen van zonne- en kosmische straling.

Waar de aardse atmosfeer en het aardmagnetisch veld bescherming bieden tegen deze gevaren, ontbreken deze in de ruimte volledig. Daarom moeten zonnepanelen voor ruimtevaart extra sterk zijn en bestand zijn tegen veroudering. ‘De zonnepanelen moeten niet alleen heel stevig zijn, de zonnecellen moeten ook foutloos functioneren tot het einde van de missie, en tegelijkertijd moet alles extreem licht zijn,’ voegt van Hassel toe.

Made in Holland

Airbus Netherlands speelt al decennialang een pioniersrol in het ontwikkelen van deze geavanceerde zonnepanelen en is vanuit die rol betrokken bij diverse spraakmakende, innovatieve missies. Zo zorgen ‘made in Holland’ wings dat de Artemis astronauten straks de maan bereiken, zijn aardobservatiemissie Sentinel-2 en weersatelliet MetOp uitgerust met zonnepanelen van Airbus Netherlands, en zijn het Nederlandse zonnepanelen die ESA’s JUICE en NASA’s Europa Clipper satellieten, beide met bestemming Jupiter, van stroom voorzien.

De volgende innovatieve stap is de productie van maar liefst 200 Sparkwing zonnepanelen voor de Lightspeed constellatie, een satellietnetwerk dat wereldwijde communicatiedekking met behulp van laserstralen brengt. Dankzij Hollandse zonnepanelen kunnen al deze satellieten hun – heel verschillende – taak uitvoeren. En dat is cruciaal, want ruimtevaarttechnologie en satellietdata zijn in toenemende mate onmisbaar voor onze (vitale) infrastructuur, het klimaat, de wetenschap en onze veiligheid.

Rob van Hassel zal zijn kennis delen op het XXXV Planetary Congress van de Association of Space Explorers. De presentatie op maandag 30 september live te volgen via de livestream.