Глобальная гонка по передаче солнечной энергии из космоса прямо на Землю становится все более напряженной. И, похоже, ученые Калифорнийского технологического института (Caltech) вырываются вперед. Пока другие только планируют испытания, они их успешно проводят.
Первая миссия SSPP
Способность собирать солнечную энергию в космосе - одна из наиболее востребованных целей, позволяющая решить массу энергетических проблем Земли. В теории, орбитальный спутниковый флот может стать бесконечным источником чистой энергии, но технология все еще находится на стадии прототипа даже для самых передовых предприятий, таких как проект «Космическая солнечная энергия» (SSPP) Калифорнийского технологического института.
Но теперь ученым Caltech удалось беспроводным способом передать солнечную энергию в космосе. Команда Caltech SSPP провела испытания прототипа космического ретранслятора солнечной энергии (SSPD-1), который был выведен на орбиту в январе. Им удалось успешно продемонстрировать эксперимент MAPLE по сбору и передаче энергии.
MAPLE - это один из трех ключевых экспериментов на борту прототипа SSPD-1. Устройство снабжено матрицей гибких легких микроволновых передатчиков, приводимых в действие специально созданными микросхемами на основе недорогих кремниевых технологий. По словам Caltech, матрица может излучать и направлять энергию в нужные места, в то время как гибкая конструкция позволяет минимизировать количество топлива, необходимого для отправки спутника в космос.
Также MAPLE включает в себя две отдельные матрицы приемников, установленных на некотором расстоянии от передатчика. Они используются для приема собранной энергии, преобразования ее в электроэнергию постоянного тока (DC) и, наконец для включения пары светодиодов демонстрирующих, что беспроводная передача энергии сработала.
«Еще никто никогда не демонстрировал беспроводной передачи энергии в космосе даже с более дорогими жесткими структурами», - говорят ученые.
Наконец, последняя часть эксперимента MAPLE представляет собой небольшое окно, через которое массив может передавать энергию на Землю. Исследователи Caltech установили приемник на крыше Инженерной лаборатории Гордона и Бетти Мур в кампусе университета. Они смогли принять луч, передаваемый из космоса.
Почему это важно?
Успех эксперимента важен по целому ряду причин.
Во-первых, это гибкая конструкция MAPLE. По словам ученых, гибкие матрицы позволят создавать на орбите огромные солнечные батареи, которые будут разворачиваться после запуска, подобно парусам корабля.
Во-вторых, по словам содиректора SSPP Али Хаджимири, беспроводная передача энергии из космоса позволит демократизировать доступ к энергии. Чтобы принимать энергетический луч с орбиты, на Земле не требуется практически никакой инфраструктуры. Это означает, что спутниковый флот может посылать энергию в самые дикие регионы, где никогда не было электричества, а также в районы, разрушенные войной или стихийными бедствиями.
Новые эксперименты
Далее в рамках миссии SSPD-1 ученые планируют провести еще два эксперимента.
Первый - DOLCE (Deployable on-Orbit ultraLight Composite Experiment) представляет собой складную конструкцию размером 180х180 см предназначенную для демонстрации развертывания модульных космических аппаратов. Технология будет очень полезна при создании больших орбитальных электростанций.
Второй эксперимент ALBA представляет собой набор из 32 различных типов фотоэлектрических элементов. Эксперимент поможет определить, какие типы элементов могут наилучшим образом работать в суровых условиях космоса без потери эффективности.
