Калифорнийский технологический институт представляет новый проект SSPD-1 для космической солнечной энергетики

Идея использования гигантских солнечных станций на орбите для питания цивилизации существует дольше любой космической программы, но несмотря на семьдесят лет развития ракетной науки, концепция — собирать постоянный солнечный свет на высоте десятков тысяч километров над экватором, передавать его на Землю в виде микроволн и преобразовывать в электричество — до сих пор остаётся за гранью достижимого. Недавние подробные анализы, заказанные NASA и Европейским космическим агентством, охладили надежды на то, что космическая солнечная энергия сможет в ближайшем будущем обеспечить производство многих гигаватт чистой энергии по доступной цене. Тем не менее, мечта продолжает жить.

Эта мечта получила новый импульс в январе 2023 года, когда спутник SSPD-1, демонстратор солнечной энергии в космосе с новейшими технологиями, разработанными в Калифорнийском технологическом институте, был запущен на низкую околоземную орбиту для годичной миссии. Осознавая опасения относительно технической осуществимости роботизированного сбора спутников в космосе, каждый из которых в десятки раз больше Международной космической станции, команда Caltech исследует совершенно иные подходы к космической солнечной энергетике.

Для обновления информации о достижениях миссии SSPD-1 и её влиянии на будущие концепции спутников космической солнечной энергетики журнал IEEE Spectrum беседовал с Али Хаджимири, профессором электротехники в Caltech и со-директором проекта космической солнечной энергии. Интервью было сокращено и отредактировано для ясности и краткости.

SSPD-1 был оснащен несколькими различными экспериментальными установками. Начнем с экспериментальной установки MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment) для беспроводной передачи энергии: когда вы и ваша команда в мае 2023 года вышли на крышу вашего здания на кампусе и нацелили антенны туда, где проходил спутник, удалось ли вашему оборудованию зафиксировать реальную передачу энергии или только диагностический сигнал?

Али Хаджимири: Я бы назвал это обнаружением. Основная цель эксперимента MAPLE была продемонстрировать беспроводную передачу энергии в космосе с использованием гибких, лёгких конструкций и стандартных интегральных схем CMOS. С одной стороны находятся антенны, передающие мощность, а с другой — наши настраиваемые чипы CMOS, которые являются частью электроники передачи мощности. Эти устройства предназначены для того, чтобы быть очень лёгкими, чтобы снизить стоимость запуска в космос, а также очень гибкими для хранения и развёртывания, потому что мы хотим свернуть и развернуть их как парус.