Спеціалісти Дослідницької лабораторії ВПС США (AFRL) та військово-промислової компанії Northrop Grumman провели першу демонстрацію працездатності ключового обладнання для виробництва енергії на орбіті Землі та передачі її на планету у промислових масштабах. Прогнозується, що система дозволить безперебійно отримувати електрику за умов надзвичайних ситуацій, а також ефективно задовольняти енергетичні потреби віддалених військових баз.

У 2018 році AFRL уклала з Northrop Grumman контракт вартістю $100 млн на створення компонентів для прототипу космічної енергосистеми, і інженери компанії почали працювати, зокрема, над розробкою спеціальних панелей, які мають стати ключовими елементами масштабної програми Arachne. Хоча її основна мета — забезпечити безперебійне постачання електроенергії військовим базам, розташованим у віддалених регіонах, не виключено, що в перспективі саме завдяки цьому рішенню людство, можливо, зможе побудувати гігантські орбітальні електростанції, які почнуть передавати на Землю чисту енергію у безмежних кількостях та назавжди розв’язати питання глобальної енергетичної кризи.

Згідно з проєктом Arachne, на відміну від традиційних сонячних батарей, інноваційна система за допомогою сонячної енергії повинна виробляти не електрику, а радіочастоти, котрі, своєю чергою, будуть передаватися на наземні станції. Там їх уловлюватимуть і перетворюватимуть вже на електроенергію спеціальні випрямляючі антени, або ректени. Передбачається, що приймачі потенційно можуть бути розташовані у будь-якій точці земного шару.

Аби зробити систему максимально компактною та зняти потребу у важких зовнішніх акумуляторах, інженери Northrop Grumman вирішили об’єднати звичайну сонячну панель зі спеціальними блоками для перетворення електричної енергії на радіочастотну з подальшим її фокусуванням і ретрансляцією до приймача. В результаті були створені сендвіч-панелі, які можуть розгортатися в космосі подібно до звичайних сонячних батарей. На одній стороні інноваційної панелі розміщуються високоефективні фотоелементи, а на звороті — заживлена від них електроніка для моментального трансформування отриманої електрики у радіочастоти та антени для передачі радіоенергетичного пучка до земних приймачів.

З орбіти на Землю: Northrop Grumman випробували прототип нової системи передачі енергії

Спрощене зображення принципу роботи майбутньої системи Arachne.

В рамках дебютного експерименту панель-сендвіч площею близько 1 м² в умовах лабораторії успішно перетворила «сонячну енергію» (в ході тесту використовувалася система-симулятор сонячного випромінювання) на радіочастоти, що зафіксував лабораторний РЧ-датчик.

«Успішна конверсія сонячного світла в радіочастотну енергію за допомогою обладнання з легкою та масштабованою архітектурою – значний крок уперед у розробці технологічних елементів програми Arachne, – заявив Джей Патель, віце-президент Northrop Grumman. — Ми допомагаємо створювати інновації, які потенційно здатні забезпечити стратегічну перевагу нашим військовим силам у всьому світі».

Початок випробувань на низькій навколоземній орбіті за програмою Arachne заплановано на 2025 рік.

«Ми з нетерпінням чекаємо на подальший розвиток цієї технології. Вкрай важливо для інтересів нашої країни випробувати її якнайшвидше безпосередньо у космосі», – зазначив, у свою чергу, Кайл Глейхманн, головний інженер програми Arachne.