Армия США получит в будущем электростанции в космосе

Исследовательская лаборатория ВВС США заключила с американской компанией Northrop Grumman контракт на проведение исследований и разработку оборудования, которое позволит реализовать систему беспроводной передачи энергии с космических аппаратов. Согласно сообщению лаборатории, проект получил название SSPIDR (Space Solar Power Incremental Demonstrations and Research, пошаговые исследования и демонстрация способов передачи солнечной энергии).

Военным периодически приходится действовать в труднодоступных районах, где организация обеспечения крайне затруднена. При этом временные базы или аванпосты требуют источников энергии для подзарядки портативного оборудования, питания систем связи и наблюдения. Для этих целей можно использовать мобильные генераторы, однако не всегда бывает возможно доставить их на место в короткие сроки. Предполагается, что проект SSPIDR позволит решить эту проблему.

Конечной целью проекта является создание космического аппарата, оборудованного высокоэффективными солнечными панелями. С их помощью солнечная энергия будет преобразовываться в радиоволновое излучение и передаваться на Землю, где будут установлены системы приема этого излучения и его преобразования в электрическую энергию. Подробности о технологиях, которые планируется использовать для создание космической системы, не уточняются. На проведение исследований Northrop Grumman в рамках контракта получит чуть больше 100 миллионов долларов.

Вероятно, для передачи энергии на большие расстояния, американская система будет использовать микроволновое излучение. Впервые идею создания микроволновой линии передачи электроэнергии на большие расстояния в 1945 году высказал советский ученый Семен Тетельбаум. После второй мировой войны эту идею начали развивать американцы. В 1964 году ученый Уильям Браун создал ректенну, нелинейную антенну, преобразующую радиоволновое излучение в электричество. Эффективность этого устройства составляет около 95 процентов.

В том же 1964 году Браун впервые в мире продемонстрировал микроволновую передачу энергии на летательный аппарат — модель вертолета, оборудованную ректенной. В 1970-х годах в оберватории Голдстоун в Калифорнии был проведен успешный опыт по передаче большой мощности на значительное расстояние. Во время опыта, проведенного NASA, с помощью радиоизлучения частотой 2,38 гигагерца с тарельчатой антенны диаметром 26 метров на ректенну длиной 7,3 метра и шириной 3,5 метра было передано постоянное напряжение; мощность составила 30 киловатт. Эффективность ректенны составила 80 процентов.

Возможность микроволновой передачи энергии из космоса на Землю рассматривается с конца 1970-х годов, однако полноценные работы в этом направлении не ведутся. В 1978 году специалисты NASA показали, что для полноценной передачи энергии на частоте 2,45 гигагерца для надежного прохождения луча через атмосферу на орбите необходимо разместить аппарат с антенной диаметром 1 километр. Длина ректенны на земле должна быть не меньше 10 километров. Размеры антенны и ректенны могут быть значительно уменьшены за счет использования коротких длин волн, однако такие волны могут поглощаться атмосферой.