Спутники будущего: передача энергии в космосе стала реальностью

Энергия, передаваемая по воздуху и даже через космос — звучит фантастически? Однако именно этот прорывной шаг уже сделан. Исследователи из Калифорнийского технологического института (Caltech) успешно протестировали систему MAPLE, которая продемонстрировала способность передавать электричество в вакууме космоса и даже отправлять сигнал на Землю.

Фото: flickr.com by NASA, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Космический корабль "Союз ТМА-15М" и грузовой корабль "Прогресс М-57" МКС

Первые шаги в космической передаче энергии

Эксперимент был проведён на борту спутника Space Solar Power Demonstrator (SSPD-1). Электроэнергия передавалась на расстояние около 30 см внутри системы и использовалась для включения светодиодов. Затем прибор отправил микроволновый сигнал на Землю, который удалось зафиксировать на крыше здания Калтеха.

Хотя сигнал был слишком слабым, чтобы преобразовать его обратно в электричество, это доказало принципиальную возможность такой технологии.

Как работает передача энергии в космосе

Передача электроэнергии в космосе базируется на принципе преобразования электричества в электромагнитные волны. В эксперименте MAPLE использовались микроволны, которые способны переносить энергию от передатчика к приемнику, преобразующему её обратно в электрический ток. Этот принцип похож на работу солнечных батарей, которые улавливают солнечные волны и превращают их в электричество.

Однако ключевой момент — использование интерференции волн. Если модулировать источники так, чтобы волны складывались в определённой зоне и аннулировались в других, можно создать управляемый энергетический луч. Таким образом, можно направлять энергию с высокой точностью, избегая рассеивания.

Космическая энергетическая революция

Этот эксперимент стал первым шагом в масштабной программе SSPP, целью которой является создание орбитальной сети спутников для беспроводной передачи электроэнергии. В перспективе технология может использоваться не только в космосе, но и для снабжения Земли энергией с орбитальных солнечных станций.

Если удастся усилить передаваемый сигнал, человечество сможет получать электричество из космоса, обходя проблемы традиционной энергетики.

Возможности и вызовы

Создание эффективной системы передачи энергии требует решения множества технических вопросов:

• Увеличение мощности сигнала.
• Минимизация потерь при передаче.
• Защита от внешних помех.
• Снижение затрат на запуск и эксплуатацию спутников.

Но потенциал этой технологии огромен: возможность передавать энергию без проводов изменит не только космические миссии, но и энергетическую инфраструктуру на Земле.

Уточнения

Микроволновое излучение (микроволны) — область спектра электромагнитного излучения с длинами волн от 1 м до 1 мм, соответствующими частотам от 300 МГц и до 300 ГГц соответственно.