23. Шаблон презентации (1)

1.

Фестиваль-конкурс проводится в
рамках Всемирной недели космоса,
посвященный 65-летию первого полета человека в космос,
который осуществил советский космонавт Юрий Алексеевич Гагарин
Конкурс творческих работ (проекта) «Космическая энергетика»
Тема: СОЛНЕЧНАЯ ПАНЕЛЬ ДЛЯ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ
Руководитель проекта педагог-наставник,
преподаватель высшей квалификационной категории
Новикова Л.И.
Проект выполнили студенты группы 59
спец. 15.02.18., курс 2:
Абузяров Т.А.
Коноваленко Д.В.
Гладкий Г.Е.
г.Балаково
2026
ГАПОУ СО «Балаковский политехнический техникум»

2.

цели и задачи проекта
Цель проекта - Разработать концепцию космической солнечной панели с интеграцией искусственного
интеллекта для повышения эффективности, автономности и срока службы энергосистемы орбитальных
станций
Задачи проекта - Изучить физические условия космоса (радиация, −150…+120 °C, микрогравитация,
микрометеориты), влияющие на работу панелей.
- Провести анализ существующих аналогов (МКС, ROSA, triple-junction ячейки) и выявить их недостатки: высокая
стоимость, большая масса, деградация 1–2 % в год.
- Обосновать выбор орбитальной станции Lunar Gateway как ближайшего небесного тела с почти постоянным солнечным
светом.
- Разработать механизмы защиты от неблагоприятных факторов: экранирование от радиации, автоматическое
складывание при метеорных потоках, самоочищающиеся покрытия.
- Предложить использование местных ресурсов (лунный реголит, ISRU) и переработку отработавших панелей для
замкнутой экономики.
- Интегрировать ИИ для отслеживания положения Солнца, прогнозирования деградации, оптимизации энергоснабжения
и автоматического включения режима защиты.
- Создать 3D-модель, чертежи и визуализацию разработанной панели.
ГАПОУ СО «Балаковский политехнический техникум»

3.

Космическая солнечная панель с
интеграцией ИИ
Космическая
солнечная
панель
—
это
фотоэлектрическая панель, которая используется в космосе
для обеспечения электроэнергией космических аппаратов,
например,
существует
спутников
и
концепция
орбитальных
станций.
космической
Также
солнечной
энергетики (space-based solar power, SBSP), которая
предполагает размещение панелей на орбите для сбора
солнечной энергии и передачи её на Землю.
ГАПОУ СО «Балаковский политехнический техникум»

4.

Проблема, которую
решает проект
Проблемы:
Обеспечение стабильного энергоснабжения орбитальных космических станций в условиях космоса.
Высокая радиация, перепады температур (−150…+120 °C), микрометеориты, деградация панелей со временем.
Традиционные панели теряют до 1–2 % эффективности в год и требуют большого запаса массы при запуске.
Для кого:
Основной потребитель — экипажи орбитальных
станций (Lunar Gateway, будущие Axiom, Starlab).
Дополнительно — спутники, автоматические зонды,
лунные базы.
Почему проект нужен людям?
Солнечная энергия — самый доступный возобновляемый
источник в космосе. Проект повышает автономность и
безопасность станций.
ГАПОУ СО «Балаковский политехнический техникум»

5.

Как проблема решается сейчас
Как решается сейчас: На МКС — многослойные солнечные
панели (более 400 м², до 240 кВт).
Используются rigid-панели и roll-out solar arrays (ROSA, NASA).
Резерв — радиоизотопные генераторы (RTG).
Аналоги:
Triple-junction ячейки (GaInP/GaAs/Ge).
Гибкие разворачиваемые панели.
Проблемы аналогов:
Высокая стоимость (сотни $/Вт), большая масса,
постепенная деградация от радиации.
Проблема частично игнорируется — увеличивают площадь
панелей.
ГАПОУ СО «Балаковский политехнический техникум»

6.

Описание работы над проектом
Основные этапы:
1.
2.
3.
4.
Изучение научной основы и физических характеристик
среды.
Анализ аналогов.
Моделирование и разработка концепции с ИИ.
Создание 3D-модели, чертежей и визуализации.
Научная основа проекта и обоснование выбора Луны:
Выбрана орбитальная станция Lunar Gateway вокруг
Луны (ближайшее небесное тело).
Физические характеристики: отсутствие атмосферы
(КПД панелей до 40 %), высокая солнечная радиация,
перепады температур, микрогравитация,
микрометеориты, возможность использования лунного
реголита (ISRU).
Преимущество: почти постоянный солнечный свет на
орбите.
ГАПОУ СО «Балаковский политехнический техникум»

7.

Этапы работы над проектом
Этап 1. Проектирование в САПР.
Разработка 3D-моделей деталей и сборочных единиц солнечной
панели в системе автоматизированного проектирования. Создание
цифрового макета каркаса, узлов крепления и механизма
развёртывания.
Этап 2. 3D-печать прототипа. (аддитивные технологии)
Изготовление опытного образца деталей на 3D-принтере из лёгких
композитных полимеров. Печать корпусных элементов,
направляющих и соединительных узлов.
Этап 3. Сборка и проверка модели.
Сборка напечатанных деталей в единую конструкцию. Проверка
геометрической точности, подвижности механизмов, соответствия
чертежам САПР.
Этап 4. Интеграция ИИ и демонстрация.
Программное моделирование работы системы управления на базе ИИ
(отслеживание Солнца, прогноз деградации, защитные режимы).
Подготовка визуализации и демонстрация готового прототипа.
ГАПОУ СО «Балаковский политехнический техникум»

8.

Общее описание проекта,
разработанной модели
Рациональное использование местных
ресурсов и замкнутая экономика:
Производство элементов панелей из
лунного реголита (ISRU).
Переработка отработавших панелей.
Полностью возобновляемая энергетика.
Механизмы защиты от неблагоприятных
факторов:
Экранирование от радиации.
Автоматическое складывание при
метеорных потоках.
Самоочищающиеся покрытия от
микрометеоритов.
ГАПОУ СО «Балаковский политехнический техникум»

9.

Общее описание
функционирования и эксплуатации
разработанной модели
Как функционирует:
Принцип фотоэффекта: солнечное излучение → электричество.
Использование ИИ в проекте: ИИ в реальном времени
отслеживает положение Солнца, прогнозирует деградацию,
оптимизирует ориентацию панелей и энергоснабжение, включает
режим защиты.
Эксплуатация:
Разворачивается на орбите, крепится к станции. Минимальное
вмешательство экипажа.
Материалы прототипа: лёгкие композиты + имитация космических
ячеек.
ГАПОУ СО «Балаковский политехнический техникум»

10.

Функционирования и эксплуатация
разработанной модели
видео
ГАПОУ СО «Балаковский политехнический техникум»

11.

Оценка в сфере эксплуатации
Использованные технологии:
Известные: triple-junction ячейки, roll-out arrays.
Новое: интеграция ИИ для интеллектуального
управления и защиты.
Эффективность:
Более высокая выработка энергии на единицу массы.
Дольше срок службы.
Удобнее аналогов (автоматизация).
Оценка в сфере эксплуатации:
Проект удобнее, точнее и надёжнее. Будет востребован для
всех будущих орбитальных станций
ГАПОУ СО «Балаковский политехнический техникум»

12.

Вывод
Проект «Космическая солнечная панель с интеграцией ИИ» направлен на решение
энергетических задач, проблем.
Проект является востребованным, так как текущие аналоги находятся в стадии активной
разработки и не являются идеальными вариантами.
Ожидаются следующие результаты от проекта: повышение автономности и эффективности
солнечных панелей на различных космических станциях.
ГАПОУ СО «Балаковский политехнический техникум»

13.

Спасибо за внимание!
ГАПОУ СО «Балаковский политехнический техникум»