Vědci z Kalifornského technologického institutu (Caltech) úspěšně demonstrovali bezdrátový přenos energie ve vesmíru. První ukázka svého druhu se uskutečnila na palubě sondy SSPD-1 (Space Solar Power Demonstrator), která byla vypuštěna letos v lednu. O důležitém milníku informuje web Interesting Engineering.
Solární energie z vesmíru je další hranicí využívání obnovitelných zdrojů. Výzkum v této oblasti probíhá již desítky let a slibuje revoluci v energetice tím, že energie ze slunečního záření bude dostupná prakticky kdekoli na planetě bez ohledu na roční období, denní dobu či meteorologické podmínky.
Elektřina z vesmíru
Vědecký tým pod vedením profesora elektrotechniky Aliho Hadžimiriho inicioval projekt Space Solar Power Project (SSPP), jehož cílem je získávat sluneční energii ve vesmíru a přenášet ji zpět na Zemi. V rámci projektu byl 3. ledna letošního roku na palubě rakety SpaceX vypuštěn 50 kilogramů těžký satelit SSPD-1, který nyní zaznamenal svůj první úspěch.
Aby bylo možné využívat solární energii ve vesmíru, museli vědci nejprve zajistit umístění solární soustavy s co možná nejnižšími náklady. Za tímto účelem vyvinuli experiment Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment, zkráceně MAPLE, který je jedním ze tří experimentů na palubě SSPD-1.
MAPLE se skládá z lehkých a flexibilních vysílačů energie řízených vlastními elektronickými čipy, které jsou vyrobeny pomocí levných křemíkových technologií. Flexibilita soustavy umožňuje složení po vypuštění na oběžnou dráhu a nízká hmotnost snižuje spotřebu paliva potřebného k jejich vynesení do vesmíru.
Úspěšný experiment
MAPLE využívá k posunu zaměření a směrování toku energie interferenci mezi vysílači, čímž eliminuje potřebu pohyblivých částí. Pomocí koherentního sčítání elektromagnetických vln jsou vědci schopni dynamicky zaměřovat energii ze soustavy vysílačů na požadované místo.
MAPLE obsahuje dva přijímače umístěné asi 30 centimetrů od vysílače, které přijímají energii a přeměňují ji na stejnosměrný proud. Vědci úspěšně rozsvítili dvojici LED připojených k těmto přijímačům a přepínali mezi nimi, čímž demonstrovali přenos energie v prostoru. Experiment také ukázal, že tato technologie může fungovat v náročných podmínkách vesmíru, včetně kolísání teploty a slunečního záření, uvádí se v tiskové zprávě.
Součástí MAPLE bylo také malé okno, kterým byla vyslána získaná sluneční energie zpět na Zemi. Tu úspěšně zachytil přijímač na střeše laboratoře Gordon and Betty Moore Laboratory of Engineering Kalifornského technologického institutu v Pasadeně. Přijatý signál se objevil v předpokládaném čase, na očekávané frekvenci a měl správný frekvenční posun, jak bylo předpovězeno na základě jeho cesty z oběžné dráhy.
První významný úspěch
„Dosavadní experimenty potvrdily, že MAPLE dokáže úspěšně přenášet energii do přijímačů ve vesmíru,“ říká Hadžimiri. „Podařilo se nám také naprogramovat soustavu tak, aby směřovala svou energii k Zemi, což jsme zachytili zde na Caltechu. Samozřejmě jsme ji testovali na Zemi, a nyní víme, že dokáže přežít cestu do vesmíru a fungovat tam.“
„Pokud je nám známo, nikdo dosud nedemonstroval bezdrátový přenos energie ve vesmíru, a to ani s nákladnými pevnými konstrukcemi. My to děláme s pružnými lehkými strukturami a s našimi vlastními integrovanými obvody.“ vysvětluje Hadžimiri.
Vědci nyní budou hodnotit výkonnost jednotlivých prvků experimentu, aby získali poznatky, jež jim pomohou při konstrukci další generace SSPD. SSPD-1 obsahuje ještě další dva experimenty, které zatím nebyly dokončeny a jejichž výsledky se očekávají v následujících měsících.
