Οι δορυφόροι στο διάστημα συγκεντρώνουν το ηλιακό φως και μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε χρησιμοποιήσιμη ενέργεια για εφαρμογές στη Γη είναι μια ιδέα που έχει μελετηθεί εδώ και δεκαετίες. Όμως, παρόλο που οι Ηνωμένες Πολιτείες ήταν πρωτοπόροι σε αυτήν την τεχνολογία, το ενδιαφέρον της κυβέρνησης να τη μεταφέρει από το εργαστήριο σε τροχιά ήταν στην καλύτερη περίπτωση χλιαρό.
Ο αμερικανικός στρατός προσπαθεί τώρα να αναβιώσει την προσπάθεια. Το Ναυτικό Ερευνητικό Εργαστήριο ξεκίνησε ένα πείραμα το 2020 στο διαστημικό αεροπλάνο X-37B της Πολεμικής Αεροπορίας, το οποίο δοκίμασε επιτυχώς το υλικό για να συλλάβει το ηλιακό φως και να το μετατρέψει σε ηλεκτρική ενέργεια συνεχούς ρεύματος.
Το πείραμα NRL, ωστόσο, ήταν μόνο μια επίδειξη στο διάστημα και δεν προοριζόταν να μεταδώσει την ισχύ που συλλαμβανόταν στο διάστημα πίσω στο έδαφος. Αυτή η ικανότητα θα επιχειρηθεί από το Ερευνητικό Εργαστήριο της Πολεμικής Αεροπορίας, αν όλα πάνε όπως έχει προγραμματιστεί, σε ένα πείραμα 100 εκατομμυρίων δολαρίων που προβλέπεται να ξεκινήσει το 2025.
Η αποστολή του AFRL, που ονομάζεται Arachne, σχεδιάστηκε ως απάντηση σε μια πρόκληση στρατιωτικής επιμελητείας: την εξασφάλιση αξιόπιστων πηγών ενέργειας σε αυστηρές βάσεις όπου δεν υπάρχει υποδομή. Σήμερα, τα καύσιμα που χρησιμοποιούνται για τη λειτουργία γεννητριών πεδίου πρέπει να μεταφέρονται με φορτηγά, μετατρέποντας αυτές τις συνοδείες σε στόχους για τους αντιπάλους. Η AFRL πιστεύει ότι η πρόσβαση στην ηλιακή ενέργεια από το διάστημα θα μπορούσε να βοηθήσει στη μείωση αυτής της ευπάθειας.
Το εργαστήριο υποστηρίζει επίσης ότι η μεγαλύτερη κρατική υποστήριξη για αυτήν την τεχνολογία θα έστελνε ένα μήνυμα στην εμπορική βιομηχανία και τους επενδυτές, γεγονός που θα διεύρυνε τις ευκαιρίες της αγοράς.
Όπως το Παγκόσμιο Σύστημα Εντοπισμού Θέσης, το οποίο ξεκίνησε ως στρατιωτικό πλεονέκτημα και μετατράπηκε σε μια τεχνολογία που χρησιμοποιείται πλέον από ανθρώπους παντού, αυτό το σύστημα ακτινοβολίας ηλιακής ενέργειας θα μπορούσε να μεταβεί σε ευρύτερη χρήση, παρέχοντας ηλιακή ενέργεια ανεξάρτητα από τον καιρό, την ώρα της ημέρας ή το γεωγραφικό πλάτος. », είπε η AFRL.
Ο Arachne έκανε ένα άλμα προς τα εμπρός τον περασμένο μήνα, όταν οι μηχανικοί της AFRL και της Northrop Grumman σε ένα εργαστήριο στο Linthicum του Μέριλαντ, επέδειξαν ένα λεγόμενο «πλακάκι σάντουιτς».
Το πλακίδιο είναι ένα κρίσιμο στοιχείο που επιτρέπει τη συλλογή και τη μετατροπή ενέργειας, εξήγησε ο διευθυντής του προγράμματος AFRL, James Winter. Η μία πλευρά του πλακιδίου έχει ένα πάνελ από φωτοβολταϊκά στοιχεία που λαμβάνουν ηλιακή ενέργεια. Τα ηλεκτρονικά στη μέση μετατρέπουν το συνεχές ρεύμα σε σήματα ραδιοσυχνότητας και η άλλη πλευρά του πλακιδίου έχει μια κεραία για να εκπέμπει ισχύ.
Τώρα που το πλακίδιο έχει αποδειχθεί, είπε ο Winter, το επόμενο βήμα θα είναι να καταλάβουμε πώς να ενσωματώσετε μια σειρά από εννέα πλακίδια σε ένα φέρινγκ πυραύλων, ώστε να μπορεί να εκτοξευθεί σε τροχιά σε ένα Northrop Grumman ESPAStar - ένα λεωφορείο που μπορεί να οδηγήσει ως ένα δευτερεύον ωφέλιμο φορτίο σε μεγάλους πυραύλους εθνικής ασφάλειας. Μόλις αναπτυχθεί ο δορυφόρος, η ενέργεια ραδιοσυχνοτήτων θα μεταδοθεί σε έναν σταθμό λήψης στο έδαφος και μια κεραία ανόρθωσης θα μετατρέψει τη ραδιοσυχνότητα σε χρησιμοποιήσιμη ισχύ.
Ο Γουίντερ είπε ότι το πείραμα του 2020 στο X-37B παρείχε χρήσιμες πληροφορίες για τη μονάδα σάντουιτς, η οποία εφαρμόζεται στο Arachne.
Ο Jay Patel, αντιπρόεδρος των προγραμμάτων τηλεπισκόπησης της Northrop Grumman, επεσήμανε ότι τα φωτοβολταϊκά και οι μετατροπές ραδιοσυχνοτήτων είναι καλά κατανοητές τεχνολογίες. «Αλλά αυτό που καταφέραμε είναι να τα μεταφράσουμε στο περιβάλλον στο οποίο θέλουμε να λειτουργήσουν», πρόσθεσε. "Το Arachne δεν είναι πολλές εφευρέσεις, αλλά καινοτομία στο πώς μεταφράζουμε μερικές από αυτές τις δοκιμασμένες και αληθινές τεχνολογίες σε μια αποστολή που πραγματικά πρόκειται να ανοίξει διαφορετικούς δρόμους."
Η ηλιακή ενέργεια που βασίζεται στο διάστημα έλαβε μια σημαντική έγκριση σε μια έκθεση του Νοεμβρίου που δημοσιεύτηκε από την Διαστημική Δύναμη των ΗΠΑ, τη Μονάδα Καινοτομίας Άμυνας και το AFRL. «Η ενσωμάτωση της διαστημικής ηλιακής ενέργειας στη διαστημική και κλιματική ατζέντα της Αμερικής θα μπορούσε όχι μόνο να προσφέρει ένα ακόμη βέλος στη φαρέτρα για την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής, αλλά να προσφέρει νέους τρόπους για να εμπλακεί η βιομηχανία, το κοινό και οι διεθνείς εταίροι», ανέφερε η έκθεση.
Όμως, παρά τη στρατιωτική υποστήριξη και την τεχνολογική πρόοδο, η ηλιακή ενέργεια που βασίζεται στο διάστημα αντιμετωπίζει μια απότομη ανηφόρα.
«Οι υποστηρικτές το έχουν παρουσιάσει ως την πιο έξυπνη, πιο ολοκληρωμένη ενεργειακή λύση που υπάρχει, ενώ οι επικριτές το έχουν δει ως ένα παράλογα ακριβό σχέδιο που δεν θα λειτουργήσει ποτέ», σημείωσε η Aerospace Corp. σε μια πρόσφατη μελέτη.
Όπως συμβαίνει συνήθως σε αυτά τα επιχειρήματα, η πραγματικότητα βρίσκεται κάπου στο ενδιάμεσο. Όμως, όπως επισημαίνουν οι επιστήμονες που εργάζονται στην αποστολή Arachne, δεν θα μάθουμε ποτέ τις πραγματικές δυνατότητες αυτής της τεχνολογίας έως ότου οι ΗΠΑ επενδύσουν επαρκείς πόρους για να μάθουμε.
Η Sandra Erwin καλύπτει στρατιωτικό χώρο για το SpaceNews. Είναι βετεράνος δημοσιογράφος εθνικής ασφάλειας και πρώην συντάκτης του περιοδικού National Defense.
Το "On National Security" εμφανίζεται σε κάθε τεύχος του περιοδικού SpaceNews. Αυτή η στήλη κυκλοφόρησε στο τεύχος Ιανουαρίου 2022.
