우주에서 에너지를 성공적으로 무선으로 전송하는 것은 우주 기반 태양광 발전을 활용하는 데 중요한 단계가 될 수 있으며 지속 가능한 에너지원에 대한 희망을 제공할 수 있다.

MAPLE은 우주 태양광 발전 프로젝트(SSPP)의 일환으로 Caltech에서 설계했으며 유연하고 가벼운 마이크로파 전력 송신기 네트워크를 통해 작동합니다. 이 방법은 움직이는 부품에 의존하지 않고 빔이 방출하는 에너지의 방향을 지정하기 위해 개별 송신기 간의 보강 및 상쇄 간섭을 사용한다. 이 기술은 정밀한 타이밍 제어 요소를 통해 구현되어 대부분의 에너지가 의도한 목적지에 도달하도록 보장한다.

"지금까지 수행한 실험을 통해 우리는 MAPLE이 우주의 수신기에 성공적으로 전력을 전송할 수 있다는 확인을 받았습니다."라고 전기공학과 Bren 교수이자 SSPP의 공동 책임자인 Ali Hajimiri가 실험에 대해 말했다. "또한 우리는 여기 Caltech에서 발견한 에너지를 지구로 향하도록 어레이를 프로그래밍할 수 있었습니다. 물론 지구에서 테스트했지만 이제 우주 여행에서 살아남아 그곳에서 작동할 수 있다는 것을 알고 있습니다. ."

실험에서는 수신된 에너지를 DC 전기로 변환하는 송신기에서 30cm 떨어진 곳에 위치한 두 개의 별도 수신기 어레이를 보았다. 그런 다음 이는 한 쌍의 LED를 밝히는 데 사용되어 우주에서 무선 에너지 전송의 전체 시퀀스를 보여준다. 연구원들은 기술의 효율성을 확인하기 위해 우주에서 각 LED를 개별적으로 켜고 그 사이를 이동하면서 이러한 테스트를 수행했다. MAPLE에서 전송된 에너지는 패서디나에 있는 Caltech 캠퍼스의 Gordon and Betty Moore 공학 연구소 옥상에 위치한 수신기에 의해 감지되었으며, 이는 궤도로부터의 여행에 따른 예상 시간, 주파수 및 주파수 변화를 보여준다.

Hajimiri는 "우리가 아는 한, 고가의 견고한 구조를 사용해도 우주에서 무선 에너지 전달을 시연한 사람은 아무도 없습니다. 우리는 유연한 경량 구조와 자체 집적 회로를 사용하여 이를 수행하고 있습니다."라고 말하면서 이번 성과의 중요성을 강조했습니다. 처음이야."

SSSP는 증가하는 글로벌 에너지 수요를 해결하기 위한 잠재적 솔루션으로서 우주 기반 태양광 발전의 개발 및 탐색에 초점을 맞춘 연구 이니셔티브이다. 지구 동기 궤도에 있는 태양광 패널은 99% 이상의 시간 동안 햇빛을 받기 때문에 위성의 태양광 패널이 현재 사용되고 있다. 그러나 이렇게 수확된 에너지는 위성이나 위성의 다양한 기능에 전력을 공급하는 데 주로 사용된다. 따라서 용기에서 마이크로파를 통해 이 에너지를 전송하는 방법을 찾는 것은 지상 태양 전지판보다 훨씬 효율적이며 사실상 무제한의 소스를 통해 지속 가능한 에너지를 가속화할 수 있다. 또한 이 전력을 수신하기 위해 지상에 에너지 전송 인프라가 필요하지 않기 때문에 현재 안정적인 전력 인프라가 부족한 위치에 에너지를 제공할 수 있다.

"인터넷이 정보에 대한 접근을 민주화한 것과 마찬가지로 우리는 무선 에너지 전송이 에너지에 대한 접근을 민주화하기를 희망합니다"라고 Hajimiri는 말했다.

SSPP는 2011년 자선가 Donald가 Caltech와 협력하여 우주 기반 태양광 발전 연구 프로젝트를 설립하면서 시작되었다. 우주 태양광 발전의 프로토타입인 SSPD(Space Solar Power Demonstrator)가 올해 1월 Transporter-6 임무의 일환으로 궤도에 발사되었다. MAPLE 외에도 SSPD에는 DOLCE(Deployable on-Orbit UltraLight Composite Experiment)와 ALBA라는 두 가지 다른 실험이 포함되어 있습니다. DOLCE는 모듈형 우주 태양광 패널의 아키텍처, 패키징 및 배치 메커니즘을 선보이는 반면 ALBA는 까다로운 우주 환경에서 32가지 유형의 광전지를 테스트한다.

중국은 2028년에 우주 기반 발전소에서 지구로 에너지를 전송하는 기술을 테스트하기 위한 시험 위성을 발사할 예정이다.