Naukowcom udało się bezprzewodowo przesłać na Ziemię energię z kosmosu. Czy powstaną orbitalne elektrownie?

W tym artykule:

1. Bezprzewodowe przesyłanie energii z kosmosu
2. Cele eksperymentu MAPLE
3. Energia z kosmosu w każdym miejscu na Ziemi

Eksperyment nosi nazwę MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment). Przeprowadzono go z użyciem wyniesionego w kosmos w styczniu 2023 roku satelity Space Solar Power Demonstrator. – Udało się nam bezprzewodowo przesyłać energię do odbiorników w kosmosie i przekierować ją ponownie na Ziemię – poinformowali naukowcy z Caltechu.

Bezprzewodowe przesyłanie energii z kosmosu

Prototypowe urządzenie po raz pierwszy udowodniło swoją zdolność do bezprzewodowego przesyłania energii przez przestrzeń kosmiczną i precyzyjnego kierowania wykrywalnej ilości energii w stronę Ziemi. Dowodzi to, że możemy mieć niemal nieograniczone źródła energii w postaci energii pochodzącej bezpośrednio z orbity. Szacuje się, że kosmiczne elektrownie solarne mogą potencjalnie wytwarzać osiem razy więcej energii niż panele słoneczne w dowolnym miejscu na powierzchni globu.

– Dzięki przeprowadzonym do tej pory eksperymentom otrzymaliśmy potwierdzenie, że MAPLE może z powodzeniem przesyłać energię do odbiorników w kosmosie – napisał w oświadczeniu dr Ali Hajimiri, dyrektor Space-Based Solar Power Project. – Byliśmy również w stanie zaprogramować sieć tak, aby kierowała pozyskaną energię w stronę Ziemi. Wykryliśmy to tutaj, w Caltechu.

Bezprzewodowy transfer energii został osiągnięty przez MAPLE dzięki zestawowi elastycznych i lekkich nadajników mikrofalowych. Stanowią one jeden z trzech instrumentów przenoszonych przez Space Solar Power Demonstrator (SSPD-1).

SSPD-1 został wystrzelony w styczniu 2023 roku w ramach projektu Space Solar Power Project (SSPP). Jego głównym celem jest zbieranie energii słonecznej w kosmosie, a następnie przesyłanie jej na powierzchnię Ziemi.

Cele eksperymentu MAPLE

MAPLE jest na razie eksperymentem prowadzonym głównie na Ziemi. Jego cel to opracowanie możliwości realnego przesyłania energii z planowanych elektrowni orbitalnych na Ziemię. Bo właśnie to jest wciąż głównym problem, który należy rozwiązać, by móc bardziej efektywnie wykorzystywać zasoby energii słonecznej. Od lat uważa się, że zebrana na orbicie energia powinna być przesyłana na Ziemię dzięki mikrofalom lub wiązce laserowej.

– Zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, nikt nigdy nie zademonstrował bezprzewodowego transferu energii w kosmosie, nawet przy drogich sztywnych konstrukcjach – wyjaśnia dr Hajimiri. – My zrobiliśmy to po raz pierwszy za pomocą elastycznych, lekkich struktur i własnych układów scalonych.

Dzięki precyzyjnemu kontrolowaniu procesu, kierunek energii można bardzo szybko regulować w skali nanosekund. Moc z przekaźników może być przekierowana do odbiorników kosmicznych lub tych na Ziemi. Pozwala to na skierowanie energii w precyzyjnie określone miejsce. I można zrobić bez potrzeby stosowania jakichkolwiek ruchomych części mechanicznych.

Dr Hajimiri i jego zespół oceniają teraz wydajność poszczególnych jednostek, które składają się na MAPLE. Analizy potrwają pół roku. Jest to niezbędne do zrealizowania pełnowymiarowej misji, będącej już prototypem przyszłych elektrowni orbitalnych.

Energia z kosmosu w każdym miejscu na Ziemi

Planuje się, że SSPP ostatecznie będzie składać się z konstelacji modułowych statków kosmicznych zbierających światło słoneczne. Mają przekształcać je w energię elektryczną, a następnie w mikrofale. Te zaś będą przesyłane na ogromne odległości, w tym na Ziemię. Może to być znakomite rozwiązanie dla nieuprzemysłowionych regionów świata, w których brakuje infrastruktury energetycznej.

Nowe panele fotowoltaiczne produkują także wodę. „Wysysają” ją z powietrza, nawet na pustyni

Czy można za jednym zamachem produkować elektryczność i czystą wodę? To właśnie robi nowy wynalazek saudyjskich uczonych.

– Mamy nadzieję, że nasz eksperyment zdemokratyzuje dostęp do energii elektrycznej w taki sposób, w jaki internet zdemokratyzował dostęp do informacji – podsumował dr Hajimiri. – Jeżeli wszystko pójdzie zgodnie z planem, to na powierzchni Ziemi nie trzeba będzie nawet tworzyć żadnej specjalnej infrastruktury, by móc pobierać moc z kosmosu. Oznacza to, że możemy wysyłać energię do odległych regionów i obszarów zniszczonych przez wojnę lub klęskę żywiołową.

Źródło: California Institute of Technology.

Nasz ekspert

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.