Реализация проектов космических электростанций сопряжена с многочисленными инженерными вызовами. Значительная сложность заключается в передаче энергии, генерируемой солнечными панелями на геостационарной орбите, на Землю. Британская компания Space Solar не только разработала простое техническое решение, но и осуществила успешные испытания его уменьшенной модели.
Идея передачи энергии с помощью солнечной электростанции, расположенной в космосе, не кажется технически невозможной. Для этого можно использовать фотоэлементы, сформировать из них крупную батарею и подключить к микроволновому излучателю, чтобы передавать энергию на геостационарную орбиту (ГСО). Потребуется более мощная ракета, а также надежные развертываемые конструкции, способные поддерживать огромные площади солнечных панелей. На первый взгляд, все кажется достаточно просто, однако существуют значительные сложности.
Спутник на геостационарной орбите создает впечатление неподвижности для земного наблюдателя, однако он продолжает двигаться по своей орбите вокруг планеты. Поэтому для поддержания постоянного направления солнечных панелей к Солнцу требуется его вращение. При этом излучатель микроволновых радиоволн должен быть ориентирован на Землю, поскольку иная ориентация лишит всю конструкцию смысла. Иными словами, антенну для передачи энергии необходимо крепить на шарнире. Однако следует учитывать, что любая механическая конструкция демонстрирует нестабильность в условиях открытого космоса, и создание надежного механизма представляет собой сложную задачу.
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 ходе лабораторных испытаний был протестирован уменьшенный вариант устройства диаметром 50 сантиметров. Окончательная версия проекта предусматривает создание антенны диаметром 1,7 километра, которая сможет передавать гигаватты энергии из космоса на Землю. Кроме того, Space Solar планирует использовать свою разработку и в наземных устройствах.
Информация о технических характеристиках технологии и мощности испытанного устройства не была обнародована. Опубликованные компанией фотографии позволяют предположить, что, 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.