Naukowcy dokonali niemożliwego. Przesłali energię z orbity na Ziemię

Inżynierowie z Caltech (California Institute of Technology), z powodzeniem przeprowadzili bezprzewodowe przesłanie energii zgromadzonej przez panele słoneczne zamontowane na Space Solar Power Demonstrator (SSPD-1) z orbity do odbiornika na Ziemi. Jest to eksperymentalna instalacja, którą wyniesiono w przestrzeń kosmiczną na początku tego roku.

Prąd z kosmosu

MAPLE, czyli Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment, jest jednym z trzech kluczowych eksperymentów przeprowadzanych w ramach SSPD-1. Składa się on z elastycznych, lekkich nadajników mikrofalowych zasilanych przez specjalnie zaprojektowane układy elektroniczne, wykonane przy użyciu tanich technologii krzemowych. MAPLE używa zespołu nadajników do przesyłania energii do wybranych lokalizacji.

Aby osiągnąć cel, instalacja do transmisji energii musi być lekka. Jest to potrzebne do zminimalizowania zużycia paliwa potrzebnego do jej wyniesienia na orbitę. Ponadto musi być tania w produkcji, elastyczna i składana, aby można ją było transportować rakiecie w postaci pakietu. 

Dzięki przeprowadzonym do tej pory eksperymentom otrzymaliśmy potwierdzenie, że MAPLE może z powodzeniem przesyłać energię do odbiorników w kosmosie. Udało nam się również zaprogramować urządzenie tak, aby kierowało swoją energię w kierunku Ziemi

powiedział prowadzący badania, Ali Hajimiri z Caltech.

Za sprawą zjawiska interferencji, zespół nadajników jest w stanie regulować skupienie i kierunek wysyłanej energii, bez potrzeby stosowania ruchomych części. Układ wykorzystuje precyzyjne urządzenia kontrolujące czas, które pozwalają skupiać moc selektywnie w określonym miejscu poprzez sumowanie fal elektromagnetycznych. Dzięki temu możliwe jest skierowanie większości energii do docelowej lokalizacji.

MAPLE ma dwa niezależne odbiorniki umieszczone w odległości około jednego metra od nadajnika. Odbiorniki te, przekształcają energię w prąd stały i używają go do włączania diod LED, aby zademonstrować pełną sekwencję bezprzewodowej transmisji energii na odległość w przestrzeni kosmicznej. Naukowcy przetestowali tę funkcję w kosmosie, gdzie diody LED były podłączone do odbiornika energii i włączały się po kolei. Urządzenia te jednak mają mankamenty. Przede wszystkim nie są hermetycznie zamknięte, co oznacza, że są one narażone na trudne warunki występujące w przestrzeni kosmicznej, takie jak duże wahania temperatur i promieniowanie słoneczne. To właśnie z tymi wyzwaniami będą musiały zmierzyć się większe jednostki SSPP w przyszłości.

Zobacz też:

Przyszłość nadchodzi

Możliwość uzyskiwania energii elektrycznej w kosmosie i przesyłania jej bezprzewodowo na Ziemię może istotnie wpłynąć na rynek energetyki odnawialnej. Warunki w przestrzeni kosmicznej są trudne, ale mają jedną wielką zaletę. Praktycznie nieograniczony dostęp do światła słonecznego. Elektrownie orbitalne mogą pozyskiwać energię 24 godziny na dobę, przez cały rok. To daje praktycznie nieskończone możliwości jej produkcji. Trudno przy tym przewidzieć, jaki będzie wpływ tego wynalazku na ludzkość. W związku z udanym eksperymentem nasuwa się jedno, zasadnicze pytanie. Jaką moc będzie w stanie wygenerować taka elektrownia orbitalna? Od odpowiedzi zależy stopień przydatności opracowywanej technologii.

Źródła:
1. „Caltech”, „In a First, Caltech’s Space Solar Power Demonstrator Wirelessly Transmits Power in Space”, 2023

2. „Scitechdaily”, „Beaming Clean Energy From Space – Caltech’s Extraordinary and Unprecedented Projekt”, 2023

To może cię również zainteresować: