Energia elektryczna z kosmosu. Niesamowity projekt elektrowni słonecznej na orbicie

Jednymi z prac badawczych nad kosmosem, jakim zostaje poddany przez ekspertów branży jest przesył energii elektrycznej z elektrowni słonecznych umieszczonych na orbicie. Nad projektem współpracuje ośrodek badawczo – rozwojowy Laboratorium Badawcze Sił Powietrznych USA (z ang. Air Force Research Laboratory) wraz z amerykańskim koncernem technologiczno – obronnym Northrop Grumman. Ich projekt znany jako „Space Solar Power Incremental Demonstrations and Research Project (SSPIDR) ma na celu wprowadzenie do użytku technologii umożliwiającej gromadzenie w obrębie przestrzeni kosmicznej energii słonecznej, a także jej efektywne przesyłanie Siłom Zbrojnym Stanów Zjednoczonych.

Koncepcja nie należy do nowych pomysłów, a prace nad jej realizacją trwają od kilku lat, sięgając 2018 roku. Dotychczas jednak projekt nie został wdrożony do użytku. Opracowywana technologia zakłada wybudowanie konstelacji satelitów, zawierających panele słoneczne, które będą zdolne do przesyłania energii słonecznej do stacji naziemnych za pomocą drogi mikrofalowej. Rozwiązanie to ma stanowić efektywne źródło energii, możliwe do wykorzystania na potrzeby amerykańskiego wojska.

Według ujawnionych informacji projekt SSPIDR będzie złożony z kilku komponentów, z czego kluczowy element stanowić będzie satelita o nazwie Arachne, czyli urządzenie charakteryzujące się zdolnością gromadzenia energii słonecznej, dzięki zastosowaniu słonecznych baterii. Energia ta ma być następnie przekształcana na fale radiowe i w takiej formie przesyłana do naziemnych stacji odbiorczych. Pod koniec ubiegłego roku satelita pomyślnie przeszła pierwszy etap certyfikacji, polegający na przetestowaniu pracy ogniwa fotowoltaicznego  na Ziemi.

Następnym krokiem jest zweryfikowanie zdolności do przesyłu fal do odbiornika, dzięki wykorzystaniu mikrofalowego nadajnika, bądź wiązki lasera. Ten etap testów ma odbyć się jeszcze w tym roku. W przyszłym roku eksperyment zakłada sprawdzenie wydajności innowacyjnej technologii pod kątem odprowadzania ciepła, co według naukowców stanowi największe i jednocześnie kluczowe wyzwanie techniczne dla urządzenia, a zwłaszcza jego wrażliwych elementów, które po umiejscowieniu na orbicie będą poddane nieprzerwanemu oddziaływaniu promieniowania słonecznego.

Zgodnie z założeniami Arachne już w 2025 roku  ma zostać wystrzelona w przestrzeń kosmiczną, gdzie będzie przebywać na niskiej orbicie okołoziemskiej (w skr. LEO). Wówczas dziewięć ogniw słonecznych przejdzie przez istotne testy, jednak tym razem nie w warunkach ziemskich, a w kosmicznej próżni.

Wspólnym celem Air Force Research Laboratory (AFRL) oraz Northrop Grumman jest opracowanie rozwiązania technologicznego przynoszącego korzyści wzmacniające siły amerykańskiego wojska. Generowana energia pozwoli zapewnić zasilanie dla baz oraz instalacji wojskowych, co stanowi jeden z najważniejszych elementów podczas każdej z prowadzonych operacji militarnych. Obiekty wykorzystywane w ich trakcie charakteryzują się dużym zapotrzebowaniem na energię elektryczną, a jednocześnie najczęściej zlokalizowane są w miejscach o utrudnionym do niej dostępie, stąd tak ważne jest niezależne i efektywne źródło ich zasilania. Badany projekt jest szansa dla wyeliminowania trudności wynikających z m.in. transportu paliwa do elektrowni, niedogodnych warunków terenowych, czy pracą ogniw fotowoltaicznych w miejscach mało lub nienasłonecznionych. Ponadto armia Stanów Zjednoczonych dysponowałaby zdolnością do odbierania energii z kosmosu w dowolnym miejscu na Ziemi, przy pomocy rozstawionej anteny.