Это звучит как план, придуманный суперзлодеем, если подлый конец этого злодея заключался в обеспечении дешевой, чистой энергии по всему миру: запустить набор солнечных батарей шириной три километра, которые излучают солнечную энергию на поверхность. Даже цена, кажется, взята из поп-фантастики: сто миллионов долларов. Но это настоящий проект в Калифорнийском технологическом институте, который почти десять лет финансируется главным образом одним донором.
Проект космической солнечной энергии реализуется по крайней мере с 2013 года, когда поступило первое пожертвование от Дональда и Бриджит Брен. Дональд Брен является председателем компании Irvine и входит в попечительский совет Калифорнийского технологического института, и, услышав об идее космической солнечной энергии в журнале Popular Science, он предложил профинансировать исследовательский проект в университете – и с тех пор выделил более 100 миллионов долларов. с целью. Источник средств оставался анонимным до этой недели, когда Калтех обнародовал его.
Идея естественным образом вытекает из нынешних ограничений возобновляемых источников энергии. Солнечная энергия повсеместно присутствует на поверхности, но, конечно, сильно зависит от погоды, сезона и времени суток. Ни одна солнечная панель, даже в идеальных условиях, не может работать на полную мощность все время, поэтому проблема заключается в передаче и хранении энергии в интеллектуальной сети. Без солнечной панели на земле, это.
Однако солнечная панель на орбите может быть освещена полным солнечным светом почти все время, и ее мощность не снижается из-за того, что свет проходит через защитную атмосферу и магнитосферу планеты.
Последний прототип, созданный SSPP, собирает солнечный свет и передает его в микроволновом диапазоне.
«Этот амбициозный проект представляет собой трансформирующий подход к крупномасштабному сбору солнечной энергии для Земли, который преодолевает эту прерывистость и потребность в хранении энергии», – сказал исследователь SSPP Гарри Этуотер в выпуске Caltech.
Конечно, вам нужно будет собрать достаточно энергии, которую стоит сделать в первую очередь, и вам нужен способ направить эту энергию вниз на поверхность таким образом, чтобы не терять большую часть ее в вышеупомянутые защитные слои, но также ничего не поджаривает, попадая на его пути.
Эти фундаментальные вопросы систематически рассматривались в течение последнего десятилетия, и команде ясно, что без поддержки Брена этот проект был бы невозможен. Попытка выполнить работу во время поиска грантов и смены аспирантов могла бы помешать ее выполнению вообще, но стабильное финансирование означало, что они могли нанимать долгосрочных исследователей и преодолевать ранние препятствия, которые в противном случае могли бы помешать им.
Группа выпустила десятки опубликованных исследований и прототипов (которые вы можете просмотреть здесь), включая самый легкий на порядок солнечный коллектор-передатчик, и сейчас находится на грани запуска своего первого испытательного спутника космического базирования.
«[Launch] в настоящее время ожидается в первом квартале 2023 года », – сказал TechCrunch содиректор проекта Али Хаджимири. «В нем участвуют несколько демонстраторов для космической проверки ключевых технологий, задействованных в этих усилиях, а именно беспроводной передачи энергии на расстоянии, легких гибких фотоэлектрических элементов и гибких развертываемых космических структур».
Диаграмма, показывающая, как плитки, подобные приведенной выше, могут быть соединены вместе, чтобы сформировать полосы, затем космический корабль, а затем массив космических кораблей.
Это будут мелкомасштабные испытания (около 6 футов в поперечнике), но видение предназначено для чего-то более крупного. Фактически, больше, чем что-либо в настоящее время в космосе.
«Предполагается, что окончательная система будет состоять из нескольких развертываемых модулей в плотном строю и работающих синхронно друг с другом», – сказал Хаджимири. «Каждый модуль имеет несколько десятков метров сбоку, и система может быть построена путем добавления дополнительных модулей с течением времени».
Кредиты изображений: Калифорнийский технологический институт
В конечном итоге концепция предполагает создание конструкции размером, возможно, 5-6 километров в поперечнике. Не волнуйтесь – это будет достаточно далеко от Земли, чтобы вы не увидели гигантский шестиугольник, закрывающий звезды. Электроэнергия будет передаваться приемникам на поверхности с помощью направленной управляемой микроволновой передачи. Некоторые из них на орбите могут постоянно передавать энергию в любое место на планете.
Конечно, это видение, которое будет реализовано на много-много лет, если оно вообще состоится. Но не делайте ошибки, думая, что это единственная амбициозная, можно даже сказать грандиозная цель. Осуществление этой идеи привело к достижениям в области солнечных батарей, гибких космических структур и беспроводной передачи энергии, каждая из которых может быть применена в других областях. Видение может быть предметом научной фантастики, но наука прогрессирует очень основательно.
Со своей стороны, Брен, кажется, счастлив просто продвигать мяч вперед в том, что он считает важной задачей, которую в противном случае вообще не удалось бы решить.
«Я был студентом, исследовавшим возможные применения космической солнечной энергии в течение многих лет», – сказал он в Caltech. «Мой интерес к поддержке ученых мирового класса в Калифорнийском технологическом институте обусловлен моей верой в использование естественной силы солнца на благо всех».
Мы свяжемся с SSPP перед запуском.