Esclusiva CNN: Un pannello solare nello spazio sta raccogliendo energia che un giorno potrebbe essere irradiata ovunque sulla Terra

Scienziati che lavorano per il Pentagono hanno testato con successo un pannello solare le dimensioni di una scatola per pizza nello spazio, progettato come prototipo per un futuro sistema per inviare elettricità dallo spazio indietro a qualsiasi punto della Terra.

Il pannello — noto come modulo antenna a radiofrequenza fotovoltaica (CARROZZINA) — è stato lanciato per la prima volta a maggio 2020, allegato a il drone senza pilota X-37B del Pentagono, per sfruttare la luce del sole per convertirla in elettricità. Il drone sta girando intorno alla Terra ogni 90 minuti.
La corrente continua fotovoltaica al modulo antenna a radiofrequenza (CARROZZINA) si trova all'interno della camera a vuoto termico durante i test presso il US Naval Research Laboratory di Washington, DC.

Il pannello è progettato per sfruttare al meglio la luce nello spazio, which doesn’t pass through the atmosphere, and so retains the energy of blue waves, making it more powerful than the sunlight that reaches Earth. Blue light diffuses on entry into the atmosphere, which is why the sky appears blue.
We’re getting a ton of extra sunlight in space just because of that,” said Paul Jaffe, a co-developer of the project.
    The latest experiments show that the 12×12-inch panel is capable of producing about 10 watts of energy for transmission, Jaffe told CNN. That’s about enough to power a tablet computer.
    But the project envisages an array of dozens of panels and, if scaled up, its success could revolutionize both how power is generated and distributed to remote corners of the globe. It could contribute to the Earth’s largest grid networks, Jaffe said.
    Some visions have space solar matching or exceeding the largest power plants todaymultiple gigawattsso enough for a city,” Egli ha detto.
    The unit has yet to actually send power directly back to Earth, but that technology has already been proven. If the project develops into huge kilometers-wide space solar antennae, it could beam microwaves that would then be converted into fuel-free electricity to any part of the planet at a moment’s notice.
    The unique advantage the solar power satellites have over any other source of power is this global transmissibility,” Jaffe said. “You can send power to Chicago and a fraction of a second later, if you needed, send it instead to London or Brasilia.
    Chris Depuma (sinistra), gives guidance on the PRAM in Washington, DC, in ottobre 10, 2019.

    But a key factor to be proven, Jaffe said, is economic viability. “Costruire hardware per lo spazio è costoso,” Egli ha detto. “E quelli [costi] siamo, nell'ultimo 10 anni, finalmente cominciando a scendere.”
    Ci sono alcuni vantaggi nel costruire nello spazio. “Sulla terra, abbiamo questa fastidiosa gravità, il che è utile in quanto mantiene le cose a posto, ma è un problema quando inizi a costruire cose molto grandi, poiché devono sostenere il proprio peso,” Jaffe said.
    La missione degli Stati Uniti’ L'aereo spaziale X-37B è avvolto dal segreto, con l'esperimento PRAM che è uno dei pochi dettagli noti del suo scopo. A gennaio, Jaffe e il co-leader della PRAM Chris DePuma, ha pubblicato i primi risultati dei loro esperimenti su IEEE Journal of Microwaves, che ha mostrato “l'esperimento sta funzionando,” Jaffe said.
    Il progetto è stato finanziato e sviluppato sotto il Pentagono, il Fondo operativo per il miglioramento della capacità energetica (OECIF) e il US Naval Research Laboratory a Washington, DC.

    Una soluzione durante i disastri naturali

    La temperatura alla quale funziona la PRAM è fondamentale. L'elettronica più fredda è più efficiente, Jaffe said, degradando nella loro capacità di generare energia quando si riscaldano. L'orbita terrestre bassa dell'X-37B significa che trascorre circa la metà di ogni ciclo di 90 minuti nell'oscurità, e quindi al freddo.
    Qualsiasi versione futura della PRAM potrebbe trovarsi in un'orbita geosincrona, il che significa che un ciclo dura circa un giorno, in cui il dispositivo sarebbe per lo più esposto alla luce solare, poiché sta viaggiando molto più lontano dalla Terra.
    L'esperimento ha utilizzato dei riscaldatori per cercare di mantenere costante la PRAM, temperatura calda per dimostrare quanto sarebbe efficiente se stesse girando 36,000 chilometri dalla Terra.
    Ha funzionato. “Il passaggio logico successivo consiste nel ridimensionarlo su un'area più ampia che raccolga più luce solare, che converte di più in microonde,” Jaffe said.
    La camera termica a vuoto che consente di testare la PRAM in condizioni spaziali in laboratorio a ottobre 9, 2019.

    Oltre a questo, gli scienziati dovranno testare l'invio di energia sulla Terra. I pannelli saprebbero esattamente dove inviare le microonde — e non sparare accidentalmente al bersaglio sbagliato — utilizzando una tecnica chiamata “controllo del raggio retrodirettivo.” Questo invia un segnale pilota dall'antenna di destinazione sulla Terra ai pannelli nello spazio.
    I raggi a microonde verrebbero trasmessi solo una volta ricevuto il segnale pilota, il che significa che il ricevitore era a posto sotto e pronto. Le microonde — che sarebbe facilmente trasformato in elettricità sulla Terra — potrebbe essere inviato in qualsiasi punto del pianeta con un ricevitore, Jaffe said.
    Ha anche dissipato qualsiasi paura futura che i cattivi attori potessero usare la tecnologia per creare un gigantesco laser spaziale. La dimensione dell'antenna necessaria per dirigere l'energia per creare un raggio distruttivo sarebbe enorme, si sarebbe notato negli anni o nei mesi necessari per il montaggio. “Sarebbe estremamente difficile, se non impossibile,” Egli ha detto, per armare l'energia solare dallo spazio.
      DePuma ha detto che la tecnologia, se disponibile oggi, avrebbe applicazioni immediate in caso di calamità naturali quando la normale infrastruttura fosse crollata. “La mia famiglia vive in Texas e in questo momento vivono tutti senza elettricità nel bel mezzo di un fronte freddo perché la rete è sovraccarica,” Ha detto DePuma.
      “Quindi se avessi un sistema come questo, potresti reindirizzare un po 'di potere laggiù, e poi mia nonna avrebbe avuto di nuovo il calore a casa sua.”

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