Беспроводные технологии: как ученые передали на Землю электроэнергию из космоса

Ученым из Калифорнийского технологического института впервые удалось передать на Землю энергию из космоса беспроводным способом. О том, как это произошло и какую пользу можно из этого извлечь, рассказывает научный обозреватель Николай Гринько.

Фото: caltech.edu

Человечество очень давно ищет источник дешевой (а еще лучше – бесплатной) энергии, который бы не загрязнял воздух, не вредил биосфере и был неисчерпаемым. Звучит абсолютно фантастически. Но ведь на самом деле такой источник есть. И это ближайшая к нам звезда – Солнце.

Эта исполинская "батарея" излучает невероятное количество света и тепла прямо у нас под боком. Гарантийный срок ее работы исчисляется миллиардами лет – на наш век точно хватит. Мало того, до Земли добирается лишь мизерная часть этой энергии, все остальное просто выплескивается в космос.

Казалось бы, достаточно собрать эти излишки и направить к нам. Тогда сам собой исчезнет топливный кризис, мы перестанем доставать из земной коры углеводороды, жечь и выбрасывать их в атмосферу, увеличивая парниковый эффект. Но сделать это прямо сегодня человечество не может.

Во-первых, до сих пор не существует технологии, позволяющей эффективно преобразовывать солнечное излучение в электричество – вид энергии, который мы научились использовать лучше всего. КПД солнечных панелей, даже самых современных, не превышает 20%. Лишь некоторые из них достигают 26%, но этого тоже недостаточно.

Во-вторых, сильно мешает земная атмосфера. Мало того что она сама по себе рассеивает и отражает солнечную энергию, в ней еще и постоянно присутствует облачность. Где-то больше, где-то меньше, но она все равно есть. В-третьих, даже в регионах с самым ясным небом и очень чистым воздухом солнечные батареи все равно не могут работать 24 часа в сутки. Ведь планета вращается, и половина ее всегда находится в тени.

Решить эти проблемы может вынос панелей в ближний космос. Подняв энергостанцию на планетарную орбиту, мы полностью исключим влияние на нее атмосферных факторов. А расположив вокруг Земли много таких станций, сможем обеспечить круглосуточную работу всей системы.

Осталась лишь "мелочь" – передать собранную энергию на поверхность. И тут снова вступают в силу технологические ограничения. Мы не можем протянуть от каждой космической панели шнур к Земле. Нужно применять какую-то беспроводную технологию.

Фото: caltech.edu

Инженеры Калифорнийского технологического института ее не только разработали, но и успешно испытали, передав энергию с околоземной орбиты. Еще в январе этого года в космос был отправлен спутник, которому дали название Space Solar Power Demonstrator (SSPD-1). Он оснащен технологией передачи энергии с помощью микроволн – массивом легких антенн, управляемых специальными электронными чипами для направления пучка энергии к точке назначения.

Один приемник был установлен на спутнике. Энергии, которую он смог получить беспроводным способом, хватило, чтобы зажечь пару светодиодов. Второй приемник установили на крыше лаборатории в кампусе Caltech в Пасадене. Передача тоже была успешной, вот только огромное расстояние и атмосферные помехи не позволили всей энергии дойти до цели – ее не хватило даже на один светодиод.

И тем не менее даже такие скромные результаты можно считать настоящим прорывом. Экспериментально доказано, что передавать энергию с помощью микроволн получится не только в космическом вакууме, но и с орбиты на Землю. Особенно удивительно, что раньше этого не делали даже с помощью больших и громоздких приборов. А сегодня такая передача осуществима за счет небольшого и легкого спутника.

Возможно, когда-нибудь человечество все-таки научится ловить солнечную энергию в космосе, эффективно превращать ее в электричество и перенаправлять мощными потоками на поверхность Земли. Конечно, произойдет это не завтра и даже не послезавтра, но первый шаг к этому уже сделан.

Энергия Солнца с огромным запасом перекроет все наши потребности, нужно только научиться правильно ей пользоваться. И если это все-таки произойдет, масштаб такого события можно будет сравнить с изобретением огня или колеса. А углеводородная и даже атомная энергетика покажутся нашим потомкам чем-то древним и диким, к чему совершенно не хочется никогда возвращаться.

Хотя…