Първият трансфер на слънчева енергия от орбита към Земята потвърди перспективите на платформата на Калтех

Преди около година американският спътник SSPD-1 за първи път прехвърли енергия от орбита на Земята. Спътниковата платформа Momentus Vigoride на руския бизнесмен Михаил Кокорич носеше 3 експериментални модула в областта на генерирането и производството на енергия от космоса. Най-значимият от тях е модул за предаване на микровълнова енергия от орбита до наземен приемник. Това беше първият подобен тест и той беше успешен.

Експериментът беше изстрелян през януари миналата година. Някои изследвания бяха завършени за дни или седмици, докато други се проточиха с месеци.

Сега е време за първите публикации за проведените експерименти и време да научим някои интересни подробности.

В платформата Momentus Vigoride се помещават модулите DOLCE, ALBA и MAPLE. Най-впечатляващият от тях е DOLCE. Това е система за автоматично разгръщане на полета от слънчеви клетки в орбита. В бъдеще, ако създаването на слънчеви електроцентрали в космоса за предаване на енергия на Земята стане реалност, слънчевите ферми трябва да се разполагат самостоятелно от доста компактни структури, които се побират в обтекателите на ракетите. Това ще бъдат сегменти със страни от стотици метри.

Модулът DOLCE е само първата стъпка в тази посока.

Той не носи никакви слънчеви панели. Той е само гола рамка със страни от 1,8 метра. Целта на експеримента беше да се провери способността на конструкцията да се разгъва в космоса, а камерите трябваше да заснемат този процес. Експериментът беше признат за успешен, а изпълнението му може да се види във видеото по-долу. В далечното бъдеще подобни модули ще се разгъват и ще се носят в орбита. Те няма да бъдат прикрепени един към друг. Вместо това във всеки ъгъл на панела на площадката ще има двигатели за ориентация, които ще избират най-добрата светлина. Сложна система за управление ще следи Слънцето и съседните модули, за да гарантира, че те не си блокират взаимно светлината от звездата и не се движат в комплект около орбитата.

Модулът ALBA представлява колекция от 32 миниатюрни фотоволтаични панела.

Това, което работи добре на Земята, може да не е подходящо за космическото пространство, затова учените от Калифорнийския технологичен институт (Калтех) избраха най-обещаващите изображения, за да ги тестват в космически условия в продължение на една година. Някои от образците бяха изоставени още преди изстрелването. Например имаше идея да се създадат миниатюрни фотоприемници с лещи, за да се увеличи събирането на слънчева светлина и да се увеличи мощността на фотоприемниците, но в крайна сметка това беше изоставено поради необходимостта от стриктно ориентиране на такива системи по посока на Слънцето.

Фотопанелите от галиев арсенид са признати за изключително перспективни.

Те са много тънки и в същото време високоефективни, а теглото за космическите системи винаги е златно. Освен това те могат да бъдат по-добре приспособени за разгръщане като платна, което е важно за автоматичните структури на бъдещите орбитални електроцентрали. Перовскитът също се оказа интересен за космоса. На Земята той е изложен на влага и бързо губи свойствата си. В Космоса обаче няма влага, така че перовскитните панели са по-малко податливи на деградация, въпреки че откритото пространство е пълно с други въздействия върху материалите.

Експериментът MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment) беше централен за програмата за тестване, но беше разделен на две фази. Първо, той демонстрира способността на специализираната електроника да работи в космоса. Второ, той осигури пренос на енергия към Земята. Платформата за управление трябваше да може да променя насочването на преноса на енергия от космически обекти към наземни обекти и обратно. Безжичният пренос на енергия също беше тестван в космоса, но на кратко разстояние – от стена до стена в модула MAPLE. За разлика от други подобни разработки, създадената в Калтех платформа е компактна, лека и гъвкава, което може да промени подхода към космическата електроника в бъдеще.

Бъдещите интернет спътници биха могли да бъдат многократно по-леки и по-евтини от днешните спътници на мрежата Starlink, например.

Що се отнася до предаването на енергия към Земята в експеримента MAPLE, разработчиците говорят по-скоро за регистриране на сигнала, отколкото за предаване на енергия. Предавателната фазирана антенна решетка е малка, така че не може да фокусира микровълновия лъч върху малка площ. Сигналът се разпространяваше на голяма площ на Земята, но успя да достигне до приемната антенна решетка на покрива на един от кампусите на Калтех. Всъщност разработчиците регистрираха ниво на сигнала, сравнимо със сателитно предаване, което потвърди изчислените характеристики на експерименталната платформа. Това трудно може да се нарече предаване на енергия от космоса. Въпреки това системата работи според очакванията от нея, а останалото ще дойде, въпреки че има да се извърви дълъг път.