太空能源的「捲軸」革命：ROSA 技術如何重塑人類的星際征途

太空探索的動力架構正經歷一場深刻的轉型。從傳統沉重且複雜的剛性太陽能板，轉向自動部署、輕量化的柔性結構。這場革命的核心，正是由 Redwire 公司開發的專利技術：捲軸式太陽能電池板（ROSA）。這項技術徹底打破了軌道與深空任務在質量與體積上的桎梏，成為當今太空產業的動力標竿。

從剛性到柔性：能源架構的轉型

長期以來，航天器的發電能力受限於剛性面板的物理特性。傳統系統依賴鋁製框架、機械鉸鏈與電動驅動器，不僅重量驚人，且收攏後的體積巨大，往往佔據了發射載具整流罩的大部分空間。隨著深空探測、月球棲息地及高吞吐量通訊衛星對電力需求激增，傳統面板的「線性增長難題」日益凸顯：功率越高，結構負擔就越重。

ROSA 的出現解決了這個難題。它捨棄了複雜的電動機械結構，轉而利用彈性能量驅動。這套系統可以像捲尺一樣捲繞在中央芯軸上，與同等功率的剛性陣列相比，它減少了約 20% 的質量，並節省了高達 75% 的收攏體積。這種革命性的設計，讓任務設計者能夠將寶貴的載荷空間與重量分配給更重要的科學儀器或燃料。

應變能驅動：高應變複合材料的工程奇蹟

ROSA 技術的核心競爭力在於其「高應變複合材料」（HSC）繁榮。這些繁榮由碳纖維強化聚合物製成，設計成特殊的薄殼分管結構。在發射前的收攏階段，繁榮被壓平並捲起，內部存儲了巨大的應變勢能。

當航天器抵達預定位置並釋放鎖定機構時，這些繁榮會利用存儲的能量自動恢復到筆直的管狀形態，從而帶動光伏毯自動展開。這種「自主部署」模式不需要電機驅動，極大地降低了單點失效的風險。為了應對長期存放可能產生的材料鬆弛問題，工程師透過精密的粘彈性力學建模與纖維定向優化，確保繁榮在經歷數月甚至數年的存放後，依然保有足夠的彈性來完成部署。

關鍵任務實踐：從太空站到小行星防禦

目前 ROSA 技術最受矚目的應用莫過於國際太空站（ISS）的升級計畫。隨著站點原有陣列自然老化，NASA 啟動了 iROSA 增強工程。這些新型陣列直接安裝在舊有面板前方，利用現有的追蹤系統提供額外電力。截至 2026 年初，太空站已完成多組陣列的安裝，將總發電能力提升了約 30%，確保站點能持續運作至 2030 年。

在深空領域，雙小行星改道測試（DART）任務則驗證了 ROSA 在極端環境下的可靠性。DART 搭載的陣列結合了高效的倒置變質電池與反射式聚光器，其功率密度是傳統技術的三倍。在 2022 年成功撞擊小行星 Dimorphos 的過程中，這些柔性陣列甚至在撞擊瞬間對動量轉移產生了意想不到的貢獻。

太空基礎建設的基石：月球門戶與商業平台

邁向未來，ROSA 將成為人類月球據點的電力中樞。正在研發中的「月球門戶」（Lunar Gateway）動力與推進元件（PPE），將配備有史以來最強大的 ROSA 系統，預計發電量高達 60 千瓦。這項技術將支持高功率的離子推進器，讓門戶站能在月球軌道上長期駐留並進行軌道機動。

商業市場也正快速吸納這項技術。Blue Origin 的 Blue Ring 太空物流平台已選擇 ROSA 作為動力來源，其 Pathfinder 載荷已於 2025 年初由 New Glenn 火箭送入軌道。此外，Thales Alenia Space 的軟體定義通訊衛星系列，也利用長達 80 英尺的 ROSA 翼展，實現了極高的在軌配置靈活性。

總結：開啟高功率探測的新紀元

ROSA 技術的成功，是材料科學與結構工程跨界融合的結晶。透過將動力系統「輕量化」與「柔性化」，它不僅延長了現有太空設施的壽命，更為未來的兆瓦級太空拖船、月球永久基地乃至火星載人任務鋪平了道路。在未來的太空探索中，這種能從小體積迸發出大能量的「捲軸」，將持續為人類開拓星際邊界提供穩定的光芒。

參考資料

1. Redwire Corporation - ROSA 產品概述詳細介紹了捲軸式太陽能電池板的技術規格、質量比功率（100-120 W/kg）及多樣化的任務應用背景。https://rdw.com/product-archive/power/rosa/

2. NASA - 捲軸式太陽能陣列的技術衝擊收錄了 ROSA 從 2009 年概念研發到 iROSA 永久安裝在國際太空站的完整發展歷程。https://www.nasa.gov/directorates/stmd/impact-story-roll-out-solar-arrays/

3. NASA - 月球門戶（Gateway）任務概覽報導了動力與推進元件（PPE）的最新進展，包含 2025 年電力系統首次啟動及 60kW 陣列的測試狀態。https://www.nasa.gov/mission/gateway/

4. Blue Origin - New Glenn 火箭首飛任務回顧記錄了 2025 年 1 月 New Glenn 火箭載運搭載 ROSA 的 Blue Ring 平台成功入軌的歷史性時刻。https://www.blueorigin.com/news/new-glenn-ng-1-mission

5. JHUAPL - DART 任務航天器技術說明提供了 DART 任務中「轉型太陽能陣列」的具體參數，包含 8.5 公尺長的翼展及其在深空環境的表現(https://dart.jhuapl.edu/Mission/Impactor-Spacecraft.php)