Платим блогерам
Блоги
kosmos_news
Разработчики планируют использовать солнечную энергию из космоса на Земле. Япония является пионером в области передачи энергии с помощью микроволн и продемонстрировала, как это работает.

Японские исследователи достигли важного рубежа в разработке солнечных электростанций в космосе для снабжения электроэнергией Земли. В декабре в качестве промежуточного шага они успешно испытали передачу электроэнергии с помощью микроволн с самолета на Землю. Хотя расстояние составило всего семь километров, развитие проекта Ohisama Японской организации космических систем, с помощью которого Япония стремится стать мировым лидером в этой новой технологии, идет по графику.
Солнечная энергия, получаемая непосредственно из космоса, призвана компенсировать недостатки наземных солнечных систем
Название проекта Ohisama, которое буквально означает «уважаемое солнце», является аббревиатурой названия «Орбитальный эксперимент по высокоточному управлению лучом с использованием малого спутника для передачи микроволновой энергии». Следующим шагом станет запуск спутников в космос в этом году, чтобы доказать технологическую осуществимость давней мечты о солнечной энергетике и разработать необходимые технологии.

Еще в 1968 году американский ученый Питер Глейзер предложил устранить два недостатка наземных солнечных электростанций за счет использования электростанций в космосе: солнечные элементы на Земле не вырабатывают электроэнергию ночью и очень мало в плохую погоду. В космосе солнечные панели на геостационарной орбите могут вырабатывать электроэнергию в течение всего дня, независимо от погоды, и передавать ее на Землю с помощью микроволн и лазеров.

На практике высокие затраты на транспортировку необходимых солнечных модулей долгое время делали эту идею нереалистичной. Однако снижение стоимости запусков ракет дает надежду на то, что в долгосрочной перспективе эту технологию можно будет использовать и в коммерческих целях.

Началась всемирная гонка по исследованию солнечных электростанций в условиях невесомости. Крупнейшими инвесторами в эту технологию являются США и Китай, но к участию подключаются и более мелкие страны: в 2030 году Исландия хочет стать первой страной, которая будет использовать солнечную энергию из космоса в больших масштабах для своей собственной энергосети.

Однако НАСА в своем исследовании, проведенном в начале 2024 года, показало, насколько высоки препятствия. Космическое агентство исследовало, при каких условиях космические электростанции могут стать конкурентоспособной альтернативой наземным солнечным электростанциям для общества с нулевым уровнем выбросов.

В базовых сценариях солнечная энергия с орбиты была в 12–80 раз дороже, чем от традиционных электростанций. Однако конкурентоспособность по сравнению с другими источниками энергии может быть достигнута, если затраты на запуски и производство ракет снизятся больше, чем предполагалось в базовом сценарии.

Этих прогнозов должно быть достаточно для правительств и исследователей, чтобы продолжить разработки. Япония полагается на свое конкурентное преимущество: в то время как США и Китай являются лидерами по запускам ракет, Япония считает себя пионером в области передачи энергии с помощью микроволн.

Фактически, правительство включило этот вопрос в базовый план космической политики 15 лет назад и продолжает его продвигать. При разработке этой технологии японцы, как обычно, подходят к делу обстоятельно и поэтапно.

В 2019 году исследователям удалось осуществить первую в мире беспроводную передачу энергии с использованием фазированной антенной решетки для передачи микроволновой энергии. Эта технология разрабатывается не только для далеких планов в космосе, но и для предстоящего использования на Земле, например, для беспроводного питания дронов или роботов на заводах.

С 2020 года Япония стала первой страной, которая приняла правила беспроводной передачи энергии в следующих диапазонах частот: 920 МГц, 2,4 ГГц и 5,7 ГГц. Испытания, проведенные в сентябре, доказали, что передача возможна и на больших расстояниях. 13 измерительных приборов, каждый площадью десять квадратных сантиметров, без проблем принимали радиоволны от самолета.

Далее будут испытаны другие важные компоненты, такие как легкая складная приемная мембрана — «ректенна». Её планируется испытать при передаче энергии в космосе от одного космического корабля к другому. Планируется также передача энергии со спутников на низкой орбите. Однако могут пройти еще десятилетия, прежде чем эта технология будет по-настоящему готова к выходу на рынок.

Правительство Японии надеется, что к 2050 году электроэнергия с крупных электростанций сможет направляться станциям на Земле. В своих презентациях Japan Space System изображает солнечную батарею площадью два квадратных километра в космосе и четырехкилометровый приемник на Земле.

6
Показать комментарии (6)

Популярные новости

Сейчас обсуждают