Ученые продолжают неустанно искать чистые и устойчивые источники энергии. Одним из перспективных направлений в этом поиске является разработка технологий, которые смогут улавливать солнечную энергию непосредственно в космосе и затем передавать ее на Землю. Исследователям из Калифорнийского технологического института (Calтех) удалось добиться значительного прогресса в этом направлении, успешно собрав энергию с помощью орбитального спутника и передав ее на Землю.
Это достижение является частью миссии Space Solar Power Demonstration (SSPD-1), совместного проекта ученых из Space Solar Power Project (SSPP) Калтеха, Indie Semiconductor Inc., Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL), Amazon Web Services и стартапа GuRu Wireless, который является подразделением Калтеха. Это совместное усилие привело к грандиозному достижению - собрать энергию на орбите Земли и передать ее на поверхность нашей планеты, что стало значительным шагом вперед в этой области.
На Земле люди научились использовать солнечный свет для генерации энергии, но даже самые современные технологии имеют свои ограничения. Например, в пасмурный дождливый день мощность солнечной панели может упасть на 25%, и они не могут генерировать энергию ночью. В то же время солнечные панели, размещенные на орбите, могут непрерывно генерировать энергию, если они ориентированы таким образом, чтобы всегда быть открытыми солнечному свету. Оставшаяся задача для ученых - разработать надежный способ передачи этой энергии с орбиты на Землю, где ее можно было бы использовать для питания предприятий, жилых домов и многого другого.
Эксперимент ученых стал возможен благодаря устройству Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment (MAPLE), которое обеспечило передачу энергии из космоса на Землю. Оно спроектировано как компактный 6U CubeSat и способно получать солнечную энергию, собранную с помощью фотоэлектрических элементов. Затем MAPLE развернул выпрямляющие антенные решетки для преобразования солнечной энергии в радиочастотную. После этого был синтезирован и передан на Землю луч радиочастотной энергии. Оборудование для приема и преобразования сигнала в постоянный ток, а также для отслеживания MAPLE, расположено на крыше лаборатории Мура в Калтехе.
Миссия началась 3 января 2023 года, когда исследовательский аппарат был доставлен на низкую околоземную орбиту с помощью ракеты-носителя SpaceX Falcon 9. Ровно через два месяца ученые начали экспериментировать с MAPLE, и миссия была признана успешной. В будущем исследователи планируют создать созвездие спутников, подобных SPPD-1, которые смогут передавать энергию на Землю для снабжения 10 000 домохозяйств. Однако до этого еще далеко, так как в настоящее время MAPLE улавливает от 175 до 251 мВт энергии в космосе за раз, а на наземную станцию поступило только 1 мВт энергии.
