|
Впервые солнечную энергию из космоса пересылают на Землю
|
|
|
|
Солнечные панели на Земле уже обеспечивают нас чистым источником энергии, но они могут быть пятном на ландшафте и практически бесполезны в темноте. Теперь ученые из Калифорнии предложили решение — отправить солнечные панели в космос, чтобы они могли использовать солнечную энергию 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Впервые в мире исследователи направили солнечную энергию на Землю с космического корабля MAPLE, который был запущен на орбиту в январе. MAPLE оснащен солнечными панелями, способными выдержать «суровые условия космоса», включая резкие перепады температуры и солнечное излучение. «Космическая солнечная энергия» — концепция, придуманная писателем-фантастом Айзеком Азимовым в 1941 году, — потенциально может давать в восемь раз больше энергии, чем солнечные батареи в любом месте на поверхности Земли. Проект возглавляет Space Solar Power Project (SSPP) Калифорнийского технологического института, целью которого является сбор солнечной энергии в космосе и передача ее на поверхность Земли в качестве постоянного источника энергии.
|
|
|
|
Эксперты надеются, что это может предложить лучшую зеленую альтернативу ископаемому топливу и даже возобновляемым источникам энергии, таким как геотермальная, ветровая и ядерная энергия. «Благодаря экспериментам, которые мы провели до сих пор, мы получили подтверждение того, что MAPLE может успешно передавать энергию на приемники в космосе», — сказал Али Хаджимири, профессор электротехники Калифорнийского технологического института. «Мы также смогли запрограммировать массив так, чтобы он направлял свою энергию на Землю, которую мы обнаружили здесь, в Калифорнийском технологическом институте. «Конечно, мы испытали его на Земле, но теперь мы знаем, что он может пережить полет в космос и работать там». Солнечные батареи на Земле состоят из нескольких «солнечных элементов» — небольших устройств, которые преобразуют солнечное излучение в электричество. Солнечные батареи существуют на Земле с конца 1800-х годов и в настоящее время производят около 4 процентов электроэнергии в мире, помимо питания Международной космической станции.
|
|
|
Но критики технологии отмечают, что они часто не работают в странах, где большую часть года пасмурная погода, например, в Великобритании. Другая проблема с технологией, как правило, заключается в том, что эти панели занимают много места и могут быть бельмом на глазу, часто на зеленой земле, которую можно было бы освободить для других целей. Поэтому команда Калифорнийского технологического института разработала MAPLE, сокращение от Microwave Array for Low Orbit Experiment, который был запущен на борту миссии Transporter-6 с мыса Канаверал 3 января. MAPLE состоит из массива гибких легких передатчиков микроволновой мощности, управляемых электронными чипами, построенными с использованием недорогого кремния. Они должны быть гибкими, чтобы их можно было сложить в пакет, который можно транспортировать в ракете, а затем развернуть на орбите, как космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба. Передатчики MAPLE преобразуют солнечную энергию в форму, которую можно передать на Землю, например, в лазеры или, в данном случае, в микроволны.
|
|
|
|
Массив передатчиков может направлять энергию в нужные места, например, на приемную станцию на Земле, которая подает энергию в национальную сеть. Впервые в мире передаваемая энергия MAPLE была обнаружена приемником на крыше здания в кампусе Калифорнийского технологического института в Пасадене, Калифорния. По словам экспертов, полученный сигнал появился в «ожидаемое время и на частоте» и имел правильное изменение частоты, как и было предсказано на основе его перемещения с орбиты. «Насколько нам известно, никто никогда не демонстрировал беспроводную передачу энергии в космосе даже с помощью дорогих жестких конструкций», — сказал профессор Хаджимири. «Мы делаем это с помощью гибких легких конструкций и наших собственных интегральных схем — это впервые». Ученые в конечном счете представляют себе «созвездие» космических кораблей, которые собирают солнечный свет, преобразуют его в электричество, а затем беспроводным способом передают это электричество на большие расстояния, где это необходимо. Это может быть особенно важно для мест, которые в настоящее время не имеют доступа к надежной энергии, таких как развивающиеся страны.
|
|
|
|
Неясно, что теперь будет с орбитальным космическим кораблем MAPLE и станет ли он основой этой группировки. Однако, по словам команды Калифорнийского технологического института, эта технология не совсем готова к массовому внедрению, поскольку производство и передача солнечной энергии необходимо переосмыслить для использования в космосе в больших масштабах. Солнечные панели громоздки и тяжелы, что делает их запуск дорогостоящим, и для передачи энергии им требуется обширная проводка. Сейчас команда профессора Хаджимири оценивает работу отдельных элементов системы — «кропотливый процесс», который может занять до шести месяцев. После завершения это позволит команде разобраться с нарушениями и отследить их до отдельных единиц, что даст представление о следующем поколении системы. Калифорнийский технологический институт не одинок в своих усилиях по космической солнечной энергии; Правительство Великобритании также изучает возможность строительства солнечных электростанций в космосе. В 2020 году он заказал новое исследование концепции таких солнечных электростанций как способа удовлетворения растущих потребностей Земли в энергии.
|
|
|
|
Источник
|
