Участники программы «Большие вызовы» конструируют прототип измерительного комплекса для оценки эффективности перовскитных солнечных панелей в условиях реального космического полёта. Солнечные панели — незаменимый источник энергии для работы космических аппаратов. Перовскитные панели производятся из особого материала с кристаллической структурой, похожей на природный минерал перовскит. У них множество преимуществ по сравнению с традиционными аналогами. Они сочетают высокую эффективность преобразования солнечной энергии с доступной стоимостью. При этом они лёгкие и гибкие. Такие характеристики делают их перспективными для космической отрасли. Создаваемый аппаратно-программный комплекс позволит эффективно отслеживать параметры работы перовскитных элементов в космосе. Разработка школьников ляжет в основу реального прибора, который станет полезной нагрузкой спутника. Запуск планируется в конце 2026 года. Разработку ведут эксперты Высшей школы экономики.
«Сейчас активно используются два типа солнечных панелей. Первый — это кремниевые панели, они дешёвые, но менее эффективные. Второй тип — арсенид-галлиевые солнечные панели, у них высокий КПД, но они дороже. Сегодня появляется новый тип солнечных панелей — перовскитные панели. Они могут быть такими же дешёвыми, как кремниевые, но их эффективность в разы выше. Однако появляется вопрос, как измерить их эффективность. Стандартные способы измерения характеристик солнечных панелей, успешно применяемые для кремниевых панелей, подходят и для перовскитных ячеек. Однако перовскиты сильнее подвержены гистерезису и изменениям характеристик при колебаниях температуры, поэтому для точных измерений нужно усовершенствовать измерительный модуль: использовать более чувствительные датчики напряжения, тока и мощности, а также внедрить специальный алгоритм поиска точки максимальной мощности, учитывающий особенности работы именно перовскитных материалов», — поясняет руководитель проекта, стажёр-исследователь лаборатории функциональной безопасности космических аппаратов и систем МИЭМ НИУ ВШЭ Иван Носов.
Эксперты намерены запустить спутник с новым измерительным комплексом в конце 2026 года. К этому времени институту необходимо протестировать работу устройства и провести интеграцию полезной нагрузки в космический аппарат. Основой для этой работы станет прототип прибора, который собирают школьники на «Больших вызовах».
В настоящее время участники проекта программируют, печатают и собирают прототипы плат, которые будут протестированы на макете спутника. Эти платы должны будут измерять мощность солнечных панелей и фиксировать, как меняется их КПД в условиях космоса.
.jpg)
«Я хотел включиться в проект максимально подготовленным. Поэтому ещё до старта программы самостоятельно изучал научно-исследовательские работы ведущих вузов страны. Безусловно, было непросто, но я понимаю, что все эти навыки будут нужны мне в университете», — рассказывает участник проекта Максим Чурилов из Оренбурга.
За оставшееся время программы школьникам предстоит собрать прототип спутника и провести первые тестирования. Для этого прототип поместят перед устройством, имитирующим солнечный свет. Спутник будет вращаться и искать оптимальное расположение относительно «солнца», а команда будет замерять количество энергии, которую вырабатывают солнечные панели. Макет будет использован экспертами для создания уже лётного образца.
