«У Японии есть план передавать энергию из космоса на Землю»
Спутник размером со стиральную машину может вскоре сделать важный шаг на пути к будущему чистой энергетики. Япония готовится к запуску космического аппарата, способного передавать солнечную энергию с орбиты на Землю по беспроводной связи. Устройство будет собирать свет с помощью солнечной панели, преобразовывать его в микроволновое излучение и передавать на приёмные станции, где энергия будет вновь преобразована в электричество.
Проект под названием OHISAMA (в переводе с японского — «солнце») планируют запустить в 2025 году. Аппарат весом около 180 килограммов выйдет на низкую околоземную орбиту на высоту около 400 км. Там он будет улавливать солнечный свет с помощью панели площадью 2 квадратных метра и превращать его в микроволновое излучение.
Эти микроволны направят на антенную станцию в городе Сува, где излучение будет вновь преобразовано в электричество. На начальном этапе мощность составит всего около одного киловатта — этого хватит, чтобы, например, включить кофемашину или посудомоечную машину на час.
Несмотря на скромные масштабы, успешное проведение эксперимента может иметь серьёзные последствия. Это одно из первых практических испытаний технологии, которая в будущем может лечь в основу сети орбитальных станций по сбору и передаче солнечной энергии.
Преимущество такой системы — независимость от времени суток и погодных условий, которые значительно влияют на эффективность наземных солнечных панелей. Концепция передачи энергии из космоса не нова.
Впервые идея передавать солнечную энергию с орбиты на Землю была предложена в 1968 году инженером Питером Глейзером, работавшим с NASA во времена программы Apollo. Тогда она казалась фантастикой: спутники требовались огромные, запуск — крайне дорогой, а сама технология передачи энергии находилась в зачаточном состоянии.
Однако за последние десятилетия многое изменилось. Развитие лёгких материалов, прогресс в области микроволновой передачи и удешевление запусков — в том числе благодаря многоразовым ракетам SpaceX — сделали эту идею значительно более реалистичной.
OHISAMA должен продемонстрировать, что технология солнечных энергетических лучей жизнеспособна. На Земле 13 приёмных станций общей площадью 600 квадратных метров будут улавливать излучение и преобразовывать его в пригодное для использования электричество. Эксперимент проверит как точность передачи энергии с орбиты, так и эффективность её приёма и преобразования на поверхности.
Причём Япония — не единственный игрок в этой гонке. В 2020 году исследовательская лаборатория ВМС США запустила собственный эксперимент под названием PRAM, а в 2023 году Калифорнийский технологический институт испытал недорогой прототип MAPLE. Эти проекты фокусируются на различных аспектах технологии передачи энергии с орбиты.
В совокупности они формируют базу для будущей инфраструктуры глобальной космической энергетики. Тем не менее остаются серьёзные вызовы. Один из главных — высокая стоимость. По оценке NASA, производство электроэнергии в космосе может оказаться более чем в десять раз дороже, чем при использовании наземных солнечных или ветровых установок.
С учётом текущих обсуждений по сокращению бюджета NASA и приоритета других миссий, маловероятно, что агентство сосредоточит усилия на развитии орбитальной энергетики в ближайшем будущем. Однако, как это уже случалось ранее, развитие могут подхватить другие участники.
Передача энергии с орбиты требует высокой точности: спутник движется со скоростью около 28 000 км/ч и должен направлять излучение точно в заданную точку на поверхности Земли. Кроме того, для приёма энергии могут потребоваться огромные антенны, занимающие километры площади. Впрочем, OHISAMA не ставит целью решить все эти задачи сразу.
Его задача — заложить основу для будущих решений. В случае успеха последующие поколения спутников смогут масштабироваться и обеспечивать стабильный поток возобновляемой энергии с орбиты — чистый, непрерывный и независимый от земных условий источник электроэнергии.
Источник: cosmos-online.ru