Zdjęcie w tle: NASA/JPL/UCSD/JSC
Pierwsza próba bezprzewodowego przesłania energii słonecznej na Ziemię zakończyła się sukcesem. Naukowcy z Instytutu Caltech dokonali tego za pomocą sondy – demonstratora SSPD-1, pierwszego prototypu powstałego w ramach projektu Space Solar Power Demonstrator.
Do tej pory transfer energii słonecznej na Ziemię nie był możliwy. To jednak uległo zmianie, gdy naukowcy przesłali wiązkę, wykrywalną przez odbiorniki na powierzchni naszej planety. W tym celu wykorzystali jeden z trzech eksperymentalnych instrumentów na pokładzie SSPD-1 – MAPLE (skrót od Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment, co można przetłumaczyć jako mikrofalową macierz do eksperymentu z przeniesieniem mocy na niskiej orbicie [okołoziemskiej]). Instrument ten zbiera energię słoneczną, zamienia ją na energię elektryczną, która z kolei jest konwertowana na fale mikrofalowe. Za przesłanie wiązki mikrofalowej odpowiada kilka zespołów bardzo lekkich transmiterów mikrofalowych (po 16 sztuk w każdym zespole), sterowanych niestandardowymi układami elektronicznymi, opracowanymi na potrzeby projektu. Nadajniki działają na zasadzie interferencji – kiedy dwie fale nachodzą na siebie i są w tej samej fazie, sygnał się wzmacnia, a nowa amplituda fali jest równa sumie amplitud nachodzących na siebie fal. Z kolei w przypadku niezgodnej fazy dwie fale wygaszają się wzajemnie. W eksperymencie MAPLE kilka nadajników nadaje w tej samej fazie w jednym określonym kierunku. Dzięki temu możliwe jest przesłanie ściśle skierowanej wiązki energii, ponieważ fale wygaszą się w pozostałych kierunkach.
Podczas badań wykonywanych w ramach eksperymentu MAPLE, naukowcy już wcześniej pomyślnie przesłali wiązkę energii do odbiorników w przestrzeni kosmicznej. Teraz doszło potwierdzenie, że również dwa niezależne odbiorniki na Ziemi, umieszczone w odległości zaledwie 30 cm od siebie wykryły wiązkę, którą zamieniły na energię elektryczną i wykorzystały do zapalenia pary diod LED. Dodatkowo sprawdzono wytrzymałość instrumentu MAPLE na bardzo nieprzyjazne warunki panujące w przestrzeni kosmicznej – promieniowanie słoneczne oraz duże różnice temperatur. Okazało się, że lekka konstrukcja z tanimi podzespołami przetrwała transport i pobyt w kosmosie.
Eksperyment MAPLE otwiera nowe możliwości w zakresie pozyskiwania energii elektrycznej. Obecnie to, ile energii słonecznej pozyskujemy na Ziemi, zależne jest od długości trwania dnia, zachmurzenia czy innych warunków pogodowych na planecie. Jednak, gdyby udało się przesyłać energię na większą skalę z kosmosu, pozwoliłoby to dostarczać energię elektryczną do miejsc na Ziemi, gdzie pozyskanie jej z innych, bardziej tradycyjnych źródeł jest znacznie utrudnione i ograniczone. Zanim to nastąpi, zespół naukowców czeka najpierw ocena uzyskanych wyników oraz sprawności i niezawodności instrumentu. Celem jest budowa konstelacji modułowych satelitów, które zapewnią infrastrukturę niezbędną do wytworzenia energii elektrycznej.
