La misión satelital Aquarius/SAC-D fue un emprendimiento conjunto entre la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) y la agencia espacial de los Estados Unidos (NASA), en el cual la CNEA fue responsable del desarrollo de los paneles solares.
El satélite SAC-D fue puesto en órbita el 12 de junio de 2011. A partir de ese momento, se realizó el seguimiento de los parámetros eléctricos de los paneles solares y del subsistema de potencia, a partir de los datos recibidos por telemetría.
Diseño de modelos y simulación numérica
El Departamento Energía Solar de la CNEA integró dos modelos de ingeniería para la misión Aquarius/SAC-D. En ambos casos se utilizaron celdas solares de triple juntura adquiridas a la empresa Emcore Corp. (EE.UU.).
El primer modelo, denominado EM#3 (900 mm x 570 mm), se compuso con seis cadenas de 18 celdas solares interconectadas en serie. El segundo modelo, el EQM (Engineering Qualification Model; 2338 mm x 2154 mm), fue compuesto también con 18 celdas por cadena, con el área completa cubierta por aproximadamente un 15 % de celdas solares no aptas para vuelo, un 5 % de celdas solares de vuelo y cadenas miméticas para simular la masa de las celdas solares faltantes.
Fabricación, ensayo y caracterización de modelos
Los modelos EM#3 y EQM fueron fabricados con el objetivo de calificar los componentes y los procesos de integración. En el caso del EQM, se utilizaron miméticos de fibra de vidrio para completar el área del panel solar en las zonas donde no se integraron celdas solares. Las celdas solares y los miméticos se fijaron mediante un adhesivo siliconado calificado para aplicaciones espaciales sobre una estructura compuesta por un panal de abeja de aluminio recubierto con fibra de carbono y una película de Kapton como aislante eléctrico.
Se montaron cuatro sensores solares gruesos (SSG) en el modelo EM#3 y seis en el EQM. Posteriormente, ambos modelos fueron sometidos a ensayos de calificación. Los componentes y los distintos subconjuntos de los paneles solares fueron inspeccionados visualmente y probados funcionalmente en diferentes niveles de integración.
Asimismo, se realizó el ensayo eléctrico funcional de cada cadena del modelo EM#3 y de cada módulo del EQM, determinando la curva corriente-tensión (I-V) mediante una fuente de luz pulsada de xenón (flash comercial), filtros neutros, un osciloscopio digital y una carga electrónica.
Ensayos ambientales
Ambos modelos fueron sometidos a ensayos de calificación en el Laboratório de Integração e Testes del Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Brasil). Los ensayos realizados incluyeron ciclado térmico en vacío y ensayos de vibraciones. En forma complementaria, se llevó a cabo un ensayo dinámico para evaluar deformaciones elásticas sobre el panel EM#3 y ensayos de vibraciones acústicas sobre el EQM.
Antes y después de los ensayos ambientales se realizó una inspección visual completa y una verificación funcional eléctrica. No se observaron diferencias significativas una vez finalizados los ensayos. De esta manera se completó el proceso de calificación de los paneles solares para la misión Aquarius/SAC-D y se habilitó el inicio de la integración de los paneles solares de vuelo.
Este trabajo fue financiado principalmente por la CNEA y la CONAE, y contó además con el apoyo de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica y del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET).
Lanzamiento y puesta en órbita
El satélite SAC-D fue lanzado el 12 de junio de 2011 desde la plataforma Vandenberg de la NASA (Estados Unidos) y concluyó su servicio operativo el 8 de junio de 2015, tras haber cumplido exitosamente su misión prevista de tres años.