Сонячні електростанції в космосі загрожують супутникам: що кажуть вчені

США і Китай змагаються у створенні космічної сонячної енергетичної інфраструктури, яка цілодобово передаватиме електроенергію на Землю. Але все більшою проблемою стає перевантаженість навколоземної орбіти великою кількістю супутників. Це може стати ще більшою проблемою до моменту запуску прототипів космічних сонячних електростанцій наприкінці цього десятиліття. У той час як компанії зі США і Китаю планують продемонструвати технологію передачі сонячної енергії з космосу на Землю вже в найближчому майбутньому, автори нового дослідження попереджають, що потужні лазери, що передають енергію з космічних електростанцій, можуть завдати серйозної шкоди супутникам. Дослідження вчених з Китаю опубліковано в китайському журналі High Power Laser and Particle Beams, яке публікує Interesting Engineering, передає «Главком».

Згідно з дослідженням, якщо лазерні промені, які використовуються для передачі енергії з космічної сонячної електростанції на Землю, промахнуться повз мету, вони можуть пошкодити космічні апарати і супутники, що знаходяться поруч. Це може статися через збої системи або неправильне налаштування лазерних променів.

Ці лазерні промені можуть викликати ненавмисні електричні розряди, які можуть пошкодити електронні системи супутників, а це призведе до їхнього аварійного відключення. При цьому що більша потужність лазерного променя, то вищий ризик пошкодження, кажуть учені.

Тому автори дослідження рекомендують розробити більш безпечні параметри лазерних променів для космічних сонячних електростанцій і водночас створити захист для супутників.

Учені змоделювали, що може статися, якщо потужний лазерний промінь потрапить у супутник. У лабораторії вони направили лазерні промені на зразок сонячної панелі. Використовуючи високошвидкісні камери і датчики, вони зафіксували короткі спалахи світла, а також стрибки струму. Це показало, що лазерні промені викликають електричні розряди. Хоча така подія короткочасна, вона потенційно може пошкодити чутливу електроніку або призвести до відключення супутника.

Ідея про космічні сонячні електростанції вперше з'явилася ще наприкінці 60-х років минулого століття. Довгий час її вважали способом забезпечення безперебійної відновлюваної енергії, який не залежить від погодних умов, як звичайні сонячні електростанції на Землі.

Сьогодні компанії зі США та Китаю намагаються втілити цю ідею в життя. Тоді як традиційні концепції були зосереджені на мікрохвильовій передачі енергії з космосу, дедалі частіше для цього розглядаються інфрачервоні лазерні промені. На відміну від мікрохвиль, лазерні промені не вимагають великої наземної інфраструктури.

Наприклад, компанія Overview Energy зі США планує провести демонстрацію своєї сонячної електростанції на орбіті до 2028 року. Водночас Китай планує запустити власну демонстраційну сонячну електростанцію на орбіту до 2030 року.

Але автори дослідження попереджають, що низька навколоземна орбіта стає все більш перевантаженою великою кількістю супутників. Оскільки більшість концепцій космічної сонячної енергетики передбачають виведення електростанцій на вищу геосинхронну орбіту, ризик пошкодження сусідніх супутників лазерними променями і далі зростатиме в міру запуску нових космічних апаратів.

Між тим, сінгапурський стартап Flint розробила паперові батареї, які обіцяють стати дешевшою, безпечнішою та екологічнішою альтернативою літій-іонним акумуляторам.

Крім того, британські інженери запустили перший у світі двигун, що працює на рідкому азоті.