Arachne. Energia słoneczna z kosmosu na ziemię

Systemy kosmiczne wyślą energię słoneczną na ziemię, ale nie wszystkim…

Skoro programem zajmuje się AFRL, to już wiemy, że energia słoneczna z kosmosu popłynie najpierw dla sił powietrznych USA i sił zbrojnych jako całości, a potem, może, może w drugiej, jak nie trzeciej kolejności, pomyśli się o zastosowaniach cywilnych.

Z drugiej strony nie ma co przesądzać, gdyż żyjemy w tak dynamicznych czasach, że nigdy nic nie wiadomo. Być może jakiś młody, dynamiczny startup z Chin, liczący 10 tysięcy pracowników😉, zacznie produkować masowo tego typu rozwiązania i Amerykanie znów zdziwią się, że nie są najlepsi. Kończmy jednak szyderę z upadającego imperium i wróćmy do meritum.

Poza AFRL za projektem Arachne stoi też całkiem zacna firma z USA nazywająca się Northrop Grumman. Inżynierowie w niej pracujący mają jeszcze to i owo w zanadrzu i nie wahają się nas podpuszczać różnymi filmikami.

Jakby tego było mało, w sprawę „zamieszani” są też spece z Naval Research Laboratory, ponieważ marynarzom też może zależeć na zapewnianiu energii „wprost z nieba”.

Podsumowując, Arachne jest kolejnym ciekawym programem po paliwie z powietrza, jaki obserwujemy w obszarze alternatywnych źródeł energii, nad którym pracuje wojsko.

Na czym miałoby polegać wysyłanie energii słonecznej na ziemię?

Proces jest dość skomplikowany, ale Air Force Research Laboratory i Northrop Grumman mają na to pewien plan. Pierwszym krokiem, by móc uskutecznić taki transfer energii, jest zamiana energii słonecznej na fale radiowe. Opanowanie tego procesu mogłoby w przyszłości pozwolić na wysyłanie energii wprost na urządzenia znajdujące się na ziemi. Program zajmujący się tym zagadnieniem nosi nazwę Space Solar Power Incremental Demonstrations and Research Project (SSPIDR), a Arachne ma być kosmicznym testem całej koncepcji.

Temat jest dość innowacyjny, więc naukowcy zdecydowali poruszać się różnymi ścieżkami do wyznaczonego celu tak, aby znaleźć optymalne rozwiązanie. Northrop Grumman ma w tym całym galimatiasie odpowiadać za zbudowanie wydajnych paneli fotowoltaicznych, które będą w stanie przekształcić energię słoneczną w fale radiowe i przy pomocy przekaźnika przesłać je do odbiornika na ziemi. Zakłada się, że antena odbiorcza (zwana rectifying antenna lub „rectenna”) przekształci fale radiowe w zdatną do użytku energię przeznaczoną dla użytkownika końcowego. Dzięki temu po dotarciu w rejon operowania żołnierze nie będą musieli „ciągnąć” za sobą całego łańcucha logistycznego, a jedynie antenę.

Na jakim etapie jest przesyłanie energii słonecznej z kosmosu?

Specjalistom z AFRL i Northrop Grumman udało się przetestować panel słoneczny (sandwich tile) zdolny do przetwarzania zebranej energii w fale radiowe. Sam panel składa się z dwóch warstw. Pierwszą z nich są wysokowydajne fotowoltaiczne komórki zbierające energię słoneczną, a drugą warstwą jest sekcja odpowiedzialna za konwersję energii do fali radiowej oraz, co równie istotne, za formowanie wiązki (beamforming).

Na razie działanie systemu zostało przetestowane w warunkach laboratoryjnych. Według zapewnień naukowców ma być to rozwiązanie lekkie i przede wszystkim skalowalne, czyli możliwe ma być stosunkowo proste osiągnięcie większych możliwości poprzez zwiększanie liczby i rozmiaru paneli.

Bazą do testów kosmicznych ma być oferowany przez Northrop Grumman system ESPAStar pozwalający na swobodną konfigurację wynoszonych w przestrzeń kosmiczną systemów. Do pierwszego lotu Arachne w kosmos jest jeszcze trochę czasu, ale wart obserwować ten i jemu podobne programy. Zasilanie w energię jest tym, co obecnie blokuje dalszy dynamiczny rozwój ludzkości, więc każda innowacja w tym obszarze może być przełomem.

Czytaj także:

Źródła:

https://afresearchlab.com/technology/space-power-beaming/
https://afresearchlab.com/technology/arachne/
https://www.c4isrnet.com/battlefield-tech/space/2021/12/22/air-force-research-laboratory-is-one-step-closer-to-beaming-solar-energy-from-space-to-earth/