Проекты космических электростанций сталкиваются с целым спектром инженерных трудностей. Одна из них — передача энергии, собранной солнечными панелями на геостационарной орбите, на Землю.
На первый взгляд в идее солнечной электростанции, которая транслирует энергию на Землю, нет ничего технически невыполнимого. Берем фотоэлементы, собираем из них огромную батарею, соединяем с микроволновым излучателем — и отправляем на геостационарную околоземную орбиту (ГСО). Ракета только побольше нужна, да надежные раскладывающиеся фермы, чтобы поддерживать колоссальные площади панелей. Вроде бы просто, но дьявол кроется в мелочах.
Например, спутник на ГСО лишь выглядит намертво «зависшим» для наблюдателя с Земли. Он по-прежнему движется по орбите вокруг планеты. А значит, чтобы его панели были всегда обращены к Солнцу, ему необходимо вращаться. При этом излучатель микроволновых радиоволн должен сохранять ориентацию на Землю, иначе какой смысл во всей затее. Проще говоря, антенну для передачи энергии нужно закреплять на шарнире. Беда в том, что любая механика очень плохо показывает себя в условиях открытого космоса, и сделать ее надежной крайне трудно.
Стартап Space Solar из Великобритании решил эту проблему радикально. Она создала новый излучатель, способный непрерывно фокусировать радиолуч в любом направлении. В недавнем пресс-релизе на своем сайте компания рассказала об испытаниях прототипа такого устройства. Тесты проводили в лаборатории Университета Квинс в Белфасте. Разработка подтвердила работоспособность концепции, радиолуч попадал в цель вне зависимости от ориентации излучателя, при этом его характеристики (точность позиционирования, диаметр) всегда находились в требуемом диапазоне.
Инновационный излучатель называется Harrier, в лаборатории испытали его уменьшенный вариант диаметром 50 сантиметров. Финальный проект подразумевает создание антенны диаметром 1,7 километра, способной передавать гигаватты энергии из космоса на Землю. Кроме того, Space Solar планирует использовать свою разработку и в наземных устройствах.
Детали технологии, а также мощность испытанного устройства не раскрываются. Насколько можно судить по опубликованным компанией фотографиям, Harrier представляет собой активную фазированную решетку сложной формы, размещенную на сплющенной цилиндрической ферме. Такая конструкция подразумевает круговой «обзор» радиолуча на 360 градусов, но не сферический — сверху и снизу цилиндра неизбежны мертвые зоны.
От того, насколько точно Harrier сможет формировать луч, зависит не только эффективность перспективной космической электростанции, но и ее безопасность. Мало кому захочется, чтобы гигаватты энергии промахнулись мимо приемной антенны на Земле.
В своем пресс-релизе Space Solar сообщила мало подробностей, лишь поделилась успехом испытаний. Однако за проектом пристально следит космическое агентство Великобритании, его представитель присутствовал на тесте прототипа. Можно предположить, что Harrier соответствует минимальным требованиям к безопасности будущего изделия.
Автор: Василий Парфенов