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Un team del Caltech sta celebrando la prima trasmissione di energia wireless al mondo basata sullo spazio e la prima volta che livelli rilevabili di energia sono stati trasmessi sulla Terra. Lo Space Solar Power Project (SSPP) mira a sbloccare enormi risorse di energia pulita orbitale.

L’energia solare spaziale potrebbe risolvere molti dei problemi legati all’energia pulita della Terra; un impianto solare orbitale può raccogliere la luce solare 24 ore su 24, 7 giorni su 7 – e anche cose buone, senza essere disturbato dall’atmosfera o dalle condizioni meteorologiche. In teoria, il potenziale solare nello spazio è otto volte migliore per metro quadrato di un pannello solare sulla Terra.

Pertanto, diversi gruppi stanno tentando di avviare le cose, nonostante alcune sfide incredibilmente scoraggianti. Uno di questi è la dimensione di un array utilizzabile, come abbiamo sottolineato poco prima del lancio di questo prototipo orbitale, nell’ottobre dello scorso anno. La dimensione finale di un impianto solare spaziale commercialmente rilevante potrebbe essere di circa 3,5 miglia quadrate (9 km quadrati), con array di ricevitori altrettanto massicci sulla Terra per catturare l’energia trasmessa alla superficie.

Ciò potrebbe richiedere fino a 39 lanci spaziali, anche con l’array modulare intelligente, ultraleggero e autodispiegabile su cui sta lavorando il team del Caltech. Questo conterrebbe una serie di moduli, ciascuno di circa un metro cubo (~ 35 piedi cubi) al momento del lancio, ma in grado di dispiegarsi in enormi quadrati piatti, circa 50 metri (164 piedi) per lato, con celle solari su un lato e alimentazione wireless. trasmettitori dall'altro.

Naturalmente, come abbiamo discusso quando abbiamo scritto di questo progetto l’anno scorso, i lanci nello spazio non sono economici, e quindi anche l’economia sembra difficile, con un costo livellato dell’energia (LCoE) previsto tra 1-2 dollari per kWh – quasi sei volte il prezzo al dettaglio dell’elettricità negli Stati Uniti.

Ciononostante, il progetto sta procedendo a pieno ritmo, sostenuto dalle donazioni di oltre 100 milioni di dollari da parte del presidente della Irvine Company, Donald Bren. E ora sono stati annunciati i risultati della prima fase di test del prototipo orbitale.

Lo Space Solar Power Demonstrator (SSPD-1) da 50 kg (110 libbre) è stato caricato su un veicolo spaziale Momentus Vigoride e inviato in orbita bassa da un razzo SpaceX il 3 gennaio di quest'anno. È stato progettato per testare tre sistemi: il modulo DOLCE è stato progettato per testare i meccanismi di progettazione e implementazione per le strutture leggere e pieghevoli che il team SSPP spera di utilizzare in una serie più ampia. Deve ancora iniziare a svolgersi. Il modulo ALBA era lì per testare una serie di diversi progetti di celle solari per vedere quale sarebbe stato il più efficace nello spazio, e questi test sono in corso.

E il modulo MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment) è stato progettato esclusivamente per la verifica in fase iniziale della tecnologia di trasmissione di energia wireless che prenderebbe l'energia solare e la rispedirebbe sulla Terra, mirata precisamente alle stazioni riceventi sulla superficie. senza parti mobili sul trasmettitore.

Parte di questa sequenza di test MAPLE prevedeva una dimostrazione di trasmissione di potenza a corto raggio in cui un array di trasmettitori inviava energia a due diversi array di ricevitori, a solo circa un piede (~ 30 cm) di distanza dai trasmettitori. Questa è stata un'occasione per convalidare la tecnologia di orientamento del fascio del team – che non utilizza altro che la manipolazione di fase e l'interferenza costruttiva/distruttiva tra le onde per dirigere con precisione i raggi – nelle temperature rigide e nell'ambiente radioattivo dello spazio. E come previsto, il team è riuscito ad accendere a piacimento piccoli LED su ciascun ricevitore.

"Per quanto ne sappiamo, nessuno ha mai dimostrato il trasferimento di energia wireless nello spazio, anche con costose strutture rigide", ha affermato Ali Hajimiri, professore Bren di ingegneria elettrica e ingegneria medica e co-direttore del team SSPP. "Lo stiamo facendo con strutture leggere e flessibili e con i nostri circuiti integrati. Questa è la prima volta."

L'unità MAPLE ha anche una piccola finestra attraverso la quale il trasmettitore è in grado di trasmettere energia direttamente sulla Terra, puntata verso un'unità ricevente sul tetto di un laboratorio di ingegneria al Caltech Pasadena. E ancora una volta, questo esperimento ha avuto successo; il raggio di potenza è stato rilevato presso la stazione di terra, all'ora e alla frequenza previste, e con il corretto spostamento di frequenza previsto in base alla distanza percorsa.