Aurinkosähköä avaruudesta

Tammikuussa kiertoradalle lähetetty Caltechin avaruusaurinkovoiman prototyyppi on toiminnassa ja on osoittanut kykynsä siirtää langattomasti sähköä avaruudessa ja säteillä havaittavaa tehoa myös Maahan.

Langattoman tehonsiirron osoitti MAPLE, yksi kolmesta avainteknologiasta, joita demostraatiossa testataan.

Microwave Array for Power-Transfer Low-Orbit Experiment koostuu joukosta joustavia ja kevyitä mikroaaltoteholähettimiä, joita ohjaavat mukautetut elektroniset sirut, jotka on valmistettu piitekniikoilla.

Jotta avaruussähköprojekti olisi mahdollista, energiansiirtojärjestelmien on oltava kevyitä, jotta ne minimoivat avaruuteen lähettämiseen tarvittavan polttoaineen määrän, joustavia, jotta ne voidaan taittaa paketiksi, joka voidaan kuljettaa raketissa ja edullista yleistä tekniikkaa käyttäen.

"Tähän mennessä suorittamiemme kokeiden kautta saimme vahvistuksen siitä, että MAPLE voi siirtää tehoa onnistuneesti vastaanottimiin avaruudessa", Ali Hajimiri sanoo. "Olemme myös voineet ohjelmoida ryhmän ohjaamaan sen energiaa Maata kohti, minkä havaitsimme täällä Caltechissa."

Käyttämällä rakentavia ja tuhoavia interferenssejä yksittäisten lähettimien välillä, joukko teholähettimiä pystyy muuttamaan lähettämänsä energian painopistettä ja suuntaa ilman liikkuvia osia. Lähetinryhmä käyttää tarkkoja ajoituksen ohjauselementtejä tehon dynaamiseen fokusoimiseksi selektiivisesti haluttuun paikkaan käyttämällä koherenttia sähkömagneettisten aaltojen lisäystä. Tämä mahdollistaa suurimman osan energiasta siirtämisen haluttuun paikkaan eikä minnekään muualle.

MAPLEssa on kaksi erillistä vastaanotinryhmää, jotka sijaitsevat noin jalan etäisyydellä lähettimestä energian vastaanottamiseksi, muuntamiseksi tasavirtasähköksi (DC) ja LED-parin sytyttämiseen ilmaisemaan langattoman energiansiirron koko sarja. etäisyys avaruudessa. MAPLE testasi tätä avaruudessa sytyttämällä jokaisen LEDin erikseen ja vaihtamalla niiden välillä edestakaisin. Kokeilua ei ole koteloitu, joten se on alttiina avaruuden ankarille ympäristöille, mukaan lukien suuret lämpötilanvaihtelut ja auringon säteily, joita suuret SSPP-yksiköt kohtaavat jonain päivänä.

"Tietojemme mukaan kukaan ei ole koskaan osoittanut langatonta energiansiirtoa avaruudessa edes kalliilla jäykillä rakenteilla. Teemme sen joustavilla kevyillä rakenteilla ja omilla integroiduilla piireillämme. Tämä on ensimmäinen", Hajimiri sanoo.

Sen lisäksi, että koe on osoittanut, että teholähettimet selviäisivät laukaisusta (joka tapahtui 3. tammikuuta) ja avaruuslennosta ja toimivat edelleen, kokeilu on antanut hyödyllistä palautetta projektin insinööreille.

Kun projekti on täysin toteutettu, se ottaa käyttöön joukon modulaarisia avaruusaluksia, jotka keräävät auringonvaloa, muuttavat sen sähköksi ja muuntavat sen sitten mikroaalloiksi, jotka lähetetään langattomasti pitkiä matkoja sinne, missä sitä tarvitaan – mukaan lukien paikat, joissa ei tällä hetkellä ole luotettavaa virtaa.

Aiheesta aiemmin:

Sähköllä mennään ja valolla viestitellään

Uusi rakettimoottorin konsepti