Первая беспроводная передача энергии продемонстрирована в космосе

Демонстратор космической солнечной энергии Калифорнийского технологического института продемонстрировал свой первый ключевой эксплуатационный результат в виде беспроводной передачи энергии в космосе.

Хотя такая беспроводная передача была продемонстрирована на Земле, ее доставка в космос считается первой и проверкой технологии MAPLE (Микроволновая решетка для эксперимента по передаче энергии на низкой орбите) Калифорнийского технологического института – одной из трех ключевых технологий, тестируемых в демонстратор, который был запущен 3 января.

«Благодаря экспериментам, которые мы провели до сих пор, мы получили подтверждение того, что MAPLE может успешно передавать энергию приемникам в космосе», — говорит Али Хаджимири, профессор электротехники и медицинской инженерии Брена в Калифорнийском технологическом институте (Калифорнийский технологический институт) и содиректор Проект «Космическая солнечная энергия», который руководил разработкой инструмента MAPLE.

Он добавляет, что группе также удалось запрограммировать прибор так, чтобы он направлял свою энергию на Землю, что может быть обнаружено в Калифорнийском технологическом институте и свидетельствует о его способности пережить путешествие в космос и работать там.

Ты читал?ЕКА продвигает космическую солнечную энергетикуСмотрите это пространство: солнечная энергетика смело выходит в новую нишу

MAPLE состоит из массива гибких и легких передатчиков микроволновой энергии, управляемых специальными электронными чипами, которые были созданы с использованием недорогих кремниевых технологий и позволяют массиву передавать энергию в нужное место.

По словам команды проекта, фокус и направление излучаемой энергии достигается за счет интерференции свойств. Точные элементы управления временем динамически фокусируют мощность выборочно в нужном месте, используя когерентное сложение электромагнитных волн.

В демонстрации представлены две отдельные приемные решетки, расположенные примерно в 30 см от передатчика, которые принимают энергию, преобразуют ее в электричество постоянного тока и используют для освещения пары светодиодов.

Это было проверено путем включения каждого светодиода по отдельности и переключения между ними.

Инструмент также включает в себя небольшое окно, через которое массив может излучать энергию, которая была обнаружена приемником на крыше инженерной лаборатории кампуса Калифорнийского технологического института в Пасадене.

Принятый сигнал появился в ожидаемое время и на ожидаемой частоте и имел правильный сдвиг частоты, как было предсказано на основе его полета с орбиты.

Другим примечательным аспектом является то, что эксперимент не является изолированным и не подвергается суровым космическим условиям, включая резкие перепады температур и солнечную радиацию, которым может подвергнуться крупномасштабный инструмент.

В дополнение к демонстрации того, что передатчики энергии могут пережить запуск в космос и работать там, команда разработчиков намерена оценить производительность отдельных элементов — процесс, по их мнению, может занять около шести месяцев.

Антенны передачи энергии сгруппированы в группы по 16 штук, каждая группа управляется отдельным чипом, а оценка интерференционных картин меньших групп должна позволить обнаруживать нарушения и отслеживать их до отдельных блоков.

Двумя другими основными экспериментами на демонстраторе являются DOLCE (развертываемый на орбите сверхлегкий композитный эксперимент), конструкция площадью примерно 1,8 квадратных метра для демонстрации архитектуры, схемы упаковки и механизмов развертывания модульного космического корабля; и ALBA, коллекция из 32 различных типов фотоэлектрических элементов, позволяющая оценить типы элементов, которые наиболее эффективны в космической среде.

Испытания солнечных элементов ALBA продолжаются, но пока команда еще не пыталась развернуть DOLCE.

Успешная демонстрация энергетического излучения Калифорнийского технологического института появилась всего через несколько дней после того, как в новостях из Японии предположили, что страна может развернуть на орбите серию небольших спутников, чтобы начать передавать солнечную энергию на Землю к 2025 году.

Инициативу возглавляет профессор Киотского университета Наоки Синохара, которая работает над этой проблемой уже более десяти лет.