Производство солнечной энергии в космосе только что сделало большой скачок вперед

Это может показаться больше фантастикой, чем наукой, но что, если бы вы могли генерировать солнечную энергию 24/7, запуская солнечные панели в космос и передавая энергию обратно на Землю? Что ж, идея стала на один шаг ближе к реальности.

Ученые из Калифорнийского технологического института успешно запустили демонстратор солнечной энергии Space (SSPD) на орбиту в рамках проекта Caltech Space Solar Power Project (SSPP), целью которого является проверка того, как устройство может генерировать солнечную энергию на орбите и передавать ее по беспроводной сети обратно на Землю.

SSPD, который весит всего 50 килограммов, был установлен на космическом корабле Momentus Vigoride, который затем был доставлен в космос ракетой SpaceX 3 января. После достижения оптимальной высоты в течение десяти минут после запуска космический корабль Momentus был развернут.

Ученые позируют с космическим кораблем Momentus Vigoride. (Калифорнийский технологический институт)

Когда солнечный свет попадает на фотоэлектрические (фотоэлектрические) элементы на SSPD, свет преобразуется в микроволны, которые передаются на антенны на Земле, которые преобразуют микроволны в электричество. Исследовательская группа заявляет, что микроволновое излучение безопасно, потому что это форма неионизирующего излучения, а это означает, что оно не может удалить электрон из атома или молекулы и не может повредить ДНК.

“Неионизирующее излучение на поверхности [Земли] значительно менее вредно, чем пребывание на солнце”, - сказал Али Хаджимири, профессор Калифорнийского технологического института и содиректор SSPP, в октябрьском пресс-релизе.

Одной из основных исследовательских целей SSPD является изучение того, как сооружение размером около двух метров в длину и ширину может в конечном итоге быть преобразовано в созвездие километрового масштаба, которое сформирует основную энергетическую систему.

Две другие основные цели включают анализ производительности микроволновых передатчиков энергии и тестирование работы 32 различных типов фотоэлементов в суровых космических условиях в течение шестимесячного периода.

Некоторые из ключевых проблем, которые оценивает команда, - это стоимость запуска громоздких и относительно тяжелых солнечных панелей, а также необходимость в обширной проводке для передачи энергии обратно на Землю. Чтобы обойти эти препятствия, ультратонкие композитные материалы были разработаны с нуля, чтобы сохранить SSPD легким, экономичным и достаточно прочным, чтобы выдержать космические путешествия.

Камеры, подключенные к SSPD, контролируются исследователями, которые стремятся завершить полную оценку в течение нескольких месяцев.

"Что бы ни случилось, этот прототип является важным шагом вперед", - сказал Хаджимири в недавнем пресс-релизе.

"Оно работает здесь, на Земле, и прошло строгие этапы, требуемые от всего, что запускается в космос. Все еще существует много рисков, но пройденный весь процесс преподал нам ценные уроки. Мы считаем, что космические эксперименты предоставят нам много дополнительной полезной информации, которая поможет проекту двигаться вперед ", - сказал Хаджимири.

Исследовательская группа считает, что одним из основных преимуществ этой технологии является доступ к неограниченному источнику солнечной энергии с более высокой интенсивностью и без перерывов, таких как смена времен года или облаков.

Команда стремится в конечном итоге запустить группировку модульных космических аппаратов, которые будут производить энергию для многих районов по всему миру, особенно в местах, которые не имеют доступа к надежным источникам электроэнергии.

Несмотря на то, что этот сектор находится в зачаточном состоянии, уже есть несколько игроков, которые исследуют и разрабатывают космические технологии солнечной энергетики (SBSP). Федеральные правительства Китая, Соединенного Королевства и Соединенных Штатов находятся на различных стадиях изучения и разработки проектов SBSP. Частные компании, такие как Airbus, также экспериментируют с передачей энергии на небольшие расстояния в надежде когда-нибудь масштабировать свои проекты.