Design of an experimental device to recreate LILT environment

The purpose of this thesis is to realize an experimental apparatus for studying the behavior of solar cell for space applications at low solar intensity and low temperature (LILT) conditions. The solar cells to be analyzed are those of the Rosetta lander Philae, which will operate at low temperature (about −120°C) and low intensity (0.11 Solar Constants) environment, on the comet 67P/Churyumov-Gerasimenko. A device able to cool a solar cell at Philae operative temperature using liquid nitrogen has been developed, and a lighting source to recreate solar radiation with intensity of 0.11 SC has been designed. An electronic device, connected to the cell, allows to measure the cell characteristic parameters and send them to a computer in order to produce the I-V curve. Measures performed at different temperatures are stored and processed to calculate the solar cell temperature coefficients.

Lo scopo di questa tesi è quello di realizzare un apparato sperimentale per lo studio del comportamento di celle solari per uso spaziale in condizioni di bassa intensità solare e bassa temperatura (LILT). Le celle solari da analiz- zare sono quelle dei pannelli solari del lander Philae della missione Rosetta, che si troverà ad operare in un ambiente con basse temperature (attorno ai −120° C) e bassa intensità solare (0.11 Costanti Solari, SC), sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Si è progettato un dispositivo in grado di raffreddare una cella solare fino alle temperature operative di Philae attraverso l’utilizzo di azoto liquido e una sorgente luminosa per riprodurre la radiazione solare corrispondente a 0.11 SC. Un apparato elettronico, collegato alla cella, permette di acquisire i parametri caratteristici della cella ed inviarli ad un computer per ricostruire la curva I-V. Le misure effettuate a diverse temperature vengono memorizzate ed elaborate per calcolare i coefficienti di temperatura della cella solare.