Sciencemag.cz
Doporučujeme
Prototyp kosmické solární elektrárny, který byl v lednu vypuštěn na oběžnou dráhu, je funkční a poprvé prokázal schopnost bezdrátově přenášet energii ve vesmíru a také vysílat detekovatelnou energii na Zemi, oznámil Kalifornský technický institut (Caltech). Tato instituce stojí za projektem Space Solar Power Demonstrator.
Přenos se uskutečnil konkrétně v rámci experimentu MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment). Systém se skládá ze soustavy ohebných lehkých mikrovlnných vysílačů řízených vlastními na míru vyvinutými (custom) čipy, které byly vyrobeny pomocí levných křemíkových technologií.
„Díky dosud provedeným experimentům jsme získali potvrzení, že MAPLE může úspěšně přenášet energii do přijímačů ve vesmíru,“ uvádí vedoucí vývojového týmu Ali Hajimiri. „Podařilo se nám také naprogramovat soustavu tak, aby směřovala svou energii k Zemi, což jsme zjistili zde na Caltechu.“
Pomocí konstruktivní a destruktivní (zesilující a rušivé) interference mezi jednotlivými vysílači je systém vysílačů schopen měnit zaměření a směr energie, kterou vysílá – a to i bez jakýchkoli pohyblivých částí. Soustava vysílačů využívá přesné řídicí prvky k dynamickému selektivnímu zaměření energie na požadované místo pomocí koherentního sčítání elektromagnetických vln.
Systém MAPLE je vybaven dvěma samostatnými přijímacími poli umístěnými asi metr od vysílače, která přijímají energii, přeměňují ji na stejnosměrný proud a používají k rozsvícení dvojice LED diod, aby se tak demonstrovala celá sekvence bezdrátového přenosu energie, ve vesmíru a na větší vzdálenost. MAPLE to ve vesmíru testoval tak, že rozsvítil každou LED diodu zvlášť a přepínal mezi nimi tam a zpět. Systém funguje v „otevřeném“ drsném prostředí, včetně velkých výkyvů teplot a slunečního záření, kterým budou muset čelit i budoucí velké jednotky solárních elektráren na oběžné dráze.
Součástí MAPLE je také malé okno, kterým může soustava vysílat energii. Tato vysílaná energie byla detekována přijímačem na střeše laboratoře Gordon and Betty Moore Laboratory of Engineering v areálu Caltechu v Pasadeně. Přijatý signál se objevil v očekávaném čase a na očekávané frekvenci a měl správný frekvenční posun, jak bylo předpovězeno na základě jeho cesty z oběžné dráhy.
„Pokud je nám známo, nikdo dosud nepředvedl bezdrátový přenos energie ve vesmíru, a to ani s drahými pevnými konstrukcemi. My to děláme s flexibilními lehkými strukturami a s našimi vlastními integrovanými obvody,“ dodává A. Hajimiri.
Solární panely se již ve vesmíru používají například k napájení Mezinárodní vesmírné stanice, ale aby bylo možné vypustit a rozmístit dostatečně velká pole, která by dodávala energii na Zemi, bude třeba navrhnout a vytvořit systémy pro přenos solární energie, které budou ultralehké, levné a pružné. Jednotky testované v rámci projektu Space Solar Power Demonstrator se budou skládat do balíčků o objemu asi 1 metr krychlový a poté se rozvinou do plochých čtverců o straně asi 50 metrů, přičemž solární články budou na jedné straně směřovat ke Slunci a bezdrátové vysílače energie na druhé straně k Zemi.
Součástí projektu Space Solar Power Demonstrator jsou vedle MAPLE dva další hlavní experimenty: DOLCE (Deployable on-Orbit ultraLight Composite Experiment), konstrukce, která demonstruje architekturu, schéma balení a mechanismy nasazení modulární kosmické lodi, a ALBA, soubor 32 různých typů fotovoltaických článků, který umožňuje vyhodnotit typy článků, jež jsou v prostředí vesmíru nejúčinnější. Výsledky těchto experimentů se očekávají v následujících měsících.
Zdroj: Caltech
Viz také: Skepse k elektrárnám na oběžné dráze
