Земля отримує перший в історії енергетичний промінь від орбітального супутника

Стаціонарні сонячні батареї — не єдиний спосіб, за допомогою якого ми можемо отримати сиру енергію Сонця. У революційному експерименті, проведеному минулого року, дослідники з державного та приватного секторів успішно збирали сонячну енергію за допомогою орбітального супутника, а потім передавали цю енергію на Землю. Після цього команда детально опублікувала результати свого експерименту в новій статті, надісланій arXiv.

За досягненням стоїть команда Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) Space Solar Power Project або SSPP. У співпраці з Indie Semiconductor, Inc., Лабораторією реактивного руху НАСА (JPL), веб-сервісами Amazon і стартапом GuRu Wireless, що входить до складу Caltech, минулого року SSPP розробила прототип під назвою Space Solar Power Demonstrator (SSPD-1). Цей прототип згодом відповідатиме за три експериментальні технології, однією з яких буде космічна сонячна енергія.

Ми вже використовуємо сонячне світло та сонячні панелі для виробництва електроенергії тут, на Землі, але навіть наші найсучасніші методи мають свої недоліки. Похмурий дощовий день може призвести до зниження потужності сонячної панелі до 25%, і зі зрозумілих причин стаціонарні панелі не можуть виробляти електроенергію вночі. Але орбітальні сонячні батареї можуть працювати вночі, якщо вони обертаються таким чином, щоб утримувати їх у контакті з променями Сонця. Вченим просто потрібно знайти спосіб надійно передавати зібрану енергію на Землю, де її можна використовувати для живлення будинків, підприємств, громадських ресурсів тощо.

MAPLE інтегровано з космічним кораблем Vigoride-5, який містить SSPD-1. Авторство: Ayling Et Al/ArXiv 2401.15267

Це ідея, що лежить в основі MAPLE, низькоорбітального експерименту з мікрохвильовою матрицею для передачі енергії, який є однією з трьох ключових технологій SSPD-1. Побудований навколо шасі CubeSat 6U, MAPLE використовує сонячну енергію, зібрану сонячними елементами SSPD-1, і перетворює її на радіочастотну (РЧ) енергію за допомогою своїх випрямних антенних решіток. Потім пара спеціальних 16-канальних кремнієвих радіочастотних інтегральних схем (RFIC) синтезує промінь радіочастотної потужності, який можна передати на Землю. На даху лабораторії Мура Каліфорнійського технологічного інституту встановлено пристрій відстеження, який «стежить» за розташуванням MAPLE, а радіочастотний приймач приймає вхідну енергію та перетворює її на енергію постійного струму (DC).

Читайте також - Марс був придатним для життя набагато пізніше, ніж вважалося

3 січня 2023 року SSPP запустила SPPD-1 на низьку навколоземну орбіту (LEO) за допомогою ракети SpaceX Falcon 9. Рівно через два місяці SSPP почав експериментувати з використанням MAPLE для передачі енергії до Каліфорнійського технологічного інституту. Хоча в попередньому документі SSPP, який зараз очікує експертної перевірки, говориться, що наприкінці кожної спроби спостерігалося деяке зниження потужності, експеримент був успішним протягом 10 місяців.

Згодом SSPP сподівається створити групу супутників типу SPPD-1, які зможуть передавати електроенергію, достатню для забезпечення 10 000 будинків. Не можна заперечувати, що їм попереду довгий шлях: хоча MAPLE зміг захопити в космосі від 175 до 251 мВт одночасно, лише 1 мВт досяг наземної станції Каліфорнійського технологічного інституту. З усім тим, експеримент SSPP не призначений для того, щоб найближчим часом доповнити нашу енергосистему, а скоріше для того, щоб довести доцільність захоплення сонячної енергії в космосі.