Насочвате лазер към небето и получавате електричество на другия край на пустинята. Никакви проводници повече?

Ако можете да прехвърлите един мегаджаул през 8 километра въздух… тогава можете да обезвредите врага само като насочите лъча.

Американски учени поставиха нов рекорд в технологията за безжичния пренос на енергия. По време на тестове в Ню Мексико екипът на проекта POWER (Persistent Optical Wireless Wireless Energy Relay) насочи лазерен лъч с мощност над 800 вата на разстояние 8,6 км. Експериментът продължи 30 секунди, а за цялата серия от тестове общият поток надхвърли един мегаджаул.

Предишните постижения в тази област изглеждат много по-скромни: максималното разстояние за оптична мощност над един микроват достигна 1,7 километра при 230 вата за 25 секунди. Изследователите са провели и експеримент, при който са излъчили по-малък (точната стойност не се съобщава) поток на разстояние 3,7 километра.

„Ние категорично надминахме всички предишни еталони за мощност и обхват на подаване на оптична енергия“, заяви ръководителят на програмата POWER Пол Джафе след потвърждаването на резултатите.

Проектът, координиран от DARPA, обединява усилията на промишлени и правителствени агенции, включително Изследователската лаборатория на ВМС на САЩ и Центъра за тестване на високоенергийни лазерни системи HELSTF в ракетния полигон Уайт Сендс.

Комплексът PRAD (POWER Receiver Array Demo) съчетава лазерен предавател и уникален приемник. Технологията се основава на конструкция с компактна входна апертура, която улавя светлинния поток почти без загуби. Вътре в устройството лъчът се насочва към параболично огледало, което разпределя енергията между няколко десетки фотоволтаични клетки. Тези компоненти, подобно на слънчевите клетки, преобразуват излъчването в електричество.

Приемният модул е създаден от Teravec Technologies под ръководството на водещия изследовател Реймънд Хохейзел, с подкрепата на Packet Digital и Технологичния институт в Рочестър. Разработката е лесно мащабируема за по-висока мощност и може да се интегрира в различни платформи, включително дронове.

Експерименталните резултати са особено впечатляващи, тъй като предавателят и приемникът са поставени на една и съща височина спрямо земята. При това разположение светлинният поток трябва да преодолее най-плътния слой на атмосферата, който създава максимални смущения.

„Насочването на енергийния лъч вертикално е много по-лесно – има много по-малко смущения“, обяснява Джафе. – Но ние умишлено тествахме оборудването във възможно най-трудните условия.“

На къси разстояния ефективността на системата надхвърля 20% – тази част от излъчването се превръща в електричество на изхода. Въпреки че този параметър не беше приоритетен за демонстрацията, получените данни показват големия потенциал на метода. Екипът умишлено е опростил някои елементи на конструкцията в името на бързата проверка на възможностите за разширяване на обхвата – целият цикъл на работа е отнел три месеца.

Сега разработчиците на програмата POWER възнамеряват да проверят как работят вградените усилватели на сигнала и колко ефективно се предава енергията по вертикала.

За военните е от решаващо значение осигуряването на енергия за отдалечените обекти. В момента доставянето на гориво и ресурси до военна зона или зона на бедствие е свързано с риск за хората и оборудването, време и пари. Екипът на POWER има за цел да реши този проблем: те искат да научат как незабавно да прехвърлят енергията от мястото, където се произвежда, до мястото, където е необходима. Технологията ще даде възможност за създаване на принципно нови системи, които няма да се нуждаят от запаси от гориво.

На 29-ти май 2025 г. създателите на проекта ще разговарят с представители на индустрията за неговата втора фаза. На срещата те ще могат да намерят партньори за по-нататъшни изследвания, а други компании ще могат да разберат как да се присъединят към правителствените изследователски инициативи.