Защитники космоса давно мечтали о больших спутниках на солнечной энергии, способных излучать чистую энергию на Землю. Эта мечта недавно сделала еще один шаг к реальности, когда космический демонстратор солнечной энергии Калифорнийского технологического института (SSPD-1) впервые отправил беспроводную энергию, полученную в космосе, на Землю.
SSPD-1 — это первый космический прототип проекта Space Solar Power Project (SSPP) Калифорнийского технологического института. Полезная нагрузка была запущена в качестве размещенной полезной нагрузки на орбитальном транспортном средстве Momentus Vigoride 5 (OTV) на борту миссии SpaceX Transporter-6 в январе.
Энергия передавалась с помощью низкоорбитального эксперимента по передаче мощности (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment, MAPLE), который является одной из трех технологий, тестируемых на SSPD-1. MAPLE состоит из массива гибких легких микроволновых передатчиков, управляемых специальными электронными чипами, созданными с использованием недорогих кремниевых технологий.
«Благодаря экспериментам, которые мы провели до сих пор, мы получили подтверждение того, что MAPLE может успешно передавать энергию на приемники в космосе», — сказал в пресс-релизе инженер-электрик и медицинский инженер Калифорнийского технологического института Али Хаджимирисаид, соруководитель проекта. «Мы также смогли запрограммировать массив так, чтобы он направлял свою энергию на Землю, которую мы обнаружили здесь, в Калифорнийском технологическом институте. Мы, конечно, испытали его на Земле, но теперь мы знаем, что он может пережить полет в космос и работать там».
MAPLE имеет два отдельных массива приемников, расположенных на расстоянии около 1 фута (30 см) от передатчика, которые преобразовывают энергию в электричество постоянного тока (DC) и используют его для освещения пары светодиодов. MAPLE зажигал каждый светодиод по отдельности и переключался между ними.
«Насколько нам известно, никто никогда не демонстрировал беспроводную передачу энергии в космосе даже с использованием дорогих жестких конструкций. Мы делаем это с помощью гибких легких конструкций и собственных интегральных схем. Это впервые», — сказал Хаджимири в релизе.
MAPLE также имеет небольшое окно, через которое массив может излучать энергию. 22 мая исследователи смогли обнаружить передаваемую энергию с помощью приемника на крыше Инженерной лаборатории Гордона и Бетти Мур Калифорнийского технологического института, что стало первым случаем в истории, когда энергия была успешно отправлена на Землю с орбиты.
Помимо MAPLE, на борту SSPD-1 есть еще два эксперимента
- Прибор ALBA, который состоит из 32 различных типов фотоэлектрических элементов, чтобы определить, какие из них лучше всего работают в суровых условиях космоса.
- DOLCE (Deployable on-Orbit ultraLight Composite Experiment) развертываемый на орбите сверхлегкий композитный эксперимент, который представляет собой структуру размером 1,8 х 1,8 метра, предназначенную для демонстрации того, как построить, упаковать и развернуть модульный космический корабль.
Планируется, что блоки SSPP будут сложены в пакеты объемом 1 кубический метр и развернуты в плоские квадраты со стороной около 50 метров. Солнечные элементы будут установлены на одной стороне для поглощения солнечной энергии, а на другой стороне будут установлены беспроводные передатчики энергии, обращенные к Земле.
«Точно так же, как Интернет демократизировал доступ к информации, мы надеемся, что беспроводная передача энергии демократизирует доступ к энергии», — сказал Хаджимири в пресс-релизе. «Для получения этой мощности на земле не потребуется никакой инфраструктуры передачи энергии. Это означает, что мы можем отправлять энергию в отдаленные регионы и районы, опустошенные войной или стихийным бедствием».
Эксперимент Хаджимири и его команды из 35 человек стал возможен благодаря финансированию, полученному от филантропа Дональда Брена, фонд которого выделил более 100 миллионов долларов на поддержку программы. Также корпорация Northrop Grumman также предоставила 12,5 миллионов долларов в период с 2014 по 2017 год в рамках соглашения о спонсируемых исследованиях, чтобы помочь финансировать разработку технологии. Кстати, Northrop Grumman также занимается схожим проектом Space Solar Power Incremental Demonstrations and Research (SSPIDR).
