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Aufgabe

Energieversorgung der Raumsonde Smart-1

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

Smart-1 ist die erste ESA Sonde zum Mond. SMART steht für "Small Mission for Advanced Research and Technology".
Die Stromversorgung erfolgt über Galliumarsenid Solarzellen von 14 m Spannweite. Sie liefern bei einem Wirkungsgrad von 20% maximal eine Leistung von \(1850\,\rm{W}\), wovon allein das Ionentriebwerk \(1350\,\rm{W}\) benötigt.

Bestimme aus diesen Daten und der Solarkonstanten auf der Erde von \(S=1{,}4\,\rm{\frac{kW}{m^2}}\) die Fläche des Solarzellenpanels.

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Die Solarkonstante auf Erde und Mond kann man wegen des gleichen Abstands zur Sonne als identisch annehmen. Das Solarzellenpanel kann man stets senkrecht zur Sonne ausrichten.
Es gilt
\[P = S \cdot A \cdot \eta \Leftrightarrow A = \frac{P}{{S \cdot \eta }} \Rightarrow A = \frac{1850\,\rm{W}}{1400\,\frac{\rm{W}}{\rm{m}^2} \cdot 0{,}20} = 6{,}6\,\rm{m^2}\]
Die Fläche beträgt \(6{,}6\,\rm{m}^2\), was bei einer Spannweite von 14 m einer Breite von etwa einem halben Meter entspricht.