Terwijl ruimtevaartorganisaties steeds verder de buitenste delen van het zonnestelsel binnendringen, wordt het afnemende zonlicht een cruciale uitdaging. Een standaard zonnepaneel van 1 vierkante meter (3,2 voet) dat ongeveer 400 W levert in de buurt van de aarde, zou ongeveer 2000 keer groter moeten zijn om hetzelfde vermogen te produceren in de verre baan van Pluto 【NASA】.

Om dit aan te pakken is NASA een partnerschap aangegaan met MSGI Technology Solutions, dat onlangs zonnecellen heeft geïntroduceerd waarin microscopisch kleine koolstofpilaren (nanobuisjes) in de celstructuur zijn geïntegreerd.

De nanobuisjes hebben twee belangrijke functies:ze vangen fotonen op die anders zouden reflecteren op een vlak oppervlak, en ze vergroten het effectieve oppervlak van het paneel, waardoor er meer licht kan worden geoogst en omgezet in elektriciteit.

Stofophoping vormt ook een aanzienlijke bedreiging voor de efficiëntie. Slechts 2,8 g stof per vierkante meter (0,9 m²) kan de output van een paneel met wel 40% verminderen. Als reactie daarop ontwikkelden NASA-wetenschappers en externe medewerkers een vuilafstotende, zelfreinigende coating die oorspronkelijk was ontworpen voor buitenaardse toepassingen【NASA】.

Deze panelen zijn voorzien van een dunne, transparante, elektrisch geleidende laag. Ingebouwde sensoren detecteren de opbouw van stof en activeren een elektrische puls die een korte elektromagnetische golf uitzendt, waardoor het vuil effectief wordt weggegooid zonder bewegende delen.

Een dergelijk reinigingssysteem is van onschatbare waarde omdat het de mechanische slijtage van bewegende onderdelen elimineert en de noodzaak voor handmatig wassen wegneemt – een arbeidsintensieve en waterverslindende taak die onpraktisch zou zijn op het stoffige oppervlak van Mars of andere afgelegen locaties.

Buiten de ruimte vertalen deze ontwikkelingen zich ook naar het dagelijks leven. Gemoderniseerde zonnepanelen voorzien nu een breed scala aan consumptiegoederen – van draagbare kampeerspullen tot radio’s – en de technologie is veelbelovend voor grootschalige toepassingen, wat mogelijk kan leiden tot nieuwe soorten elektriciteitscentrales op aarde.

Zonder het baanbrekende onderzoek van NASA en de samenwerking met particuliere ondernemingen zou de zonnetechnologie waarschijnlijk in de kinderschoenen blijven staan. Dankzij deze inspanningen zullen oplossingen op zonne-energie zich blijven ontwikkelen, wat zowel ten goede komt aan de verkenning van de ruimte als aan de aardgebonden energiebehoeften.