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Une équipe de Caltech célèbre la première transmission d'énergie sans fil basée dans l'espace au monde, et les premiers niveaux de puissance détectables ont été transmis sur Terre. Le Space Solar Power Project (SSPP) vise à libérer d'énormes ressources orbitales d'énergie propre.

L'énergie solaire basée dans l'espace pourrait résoudre de nombreux problèmes d'énergie propre de la Terre ; une configuration solaire orbitale peut récolter la lumière du soleil 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 - et les bonnes choses aussi, sans être gênées par l'atmosphère ou les conditions météorologiques. Théoriquement, le potentiel solaire dans l'espace est huit fois supérieur au mètre carré à celui d'un panneau solaire sur Terre.

Ainsi, plusieurs groupes tentent de faire démarrer les choses, malgré des défis incroyablement redoutables. L'un d'entre eux est la taille d'un réseau utilisable - comme nous l'avons souligné juste avant le lancement de ce prototype orbital, en octobre de l'année dernière. La taille finale d'un réseau solaire spatial commercialement pertinent pourrait être d'environ 9 km², avec des réseaux de récepteurs tout aussi massifs sur Terre pour capter l'énergie transmise à la surface.

Cela pourrait nécessiter jusqu'à 39 lancements spatiaux, même avec le réseau modulaire intelligent, ultra-léger et auto-déployant sur lequel travaille l'équipe de Caltech. Cela comporterait une série de modules, chacun autour d'un mètre cube (~ 35 pieds cubes) au lancement, mais capables de se déployer en d'immenses carrés plats, d'environ 50 mètres (164 pieds) de côté, avec des cellules solaires d'un côté et une alimentation sans fil. émetteurs d'autre part.

Bien sûr, comme nous en avons discuté lorsque nous avons écrit sur ce projet l'année dernière, les lancements spatiaux ne sont pas bon marché, et donc l'économie semble également difficile, avec un coût actualisé de l'énergie (LCoE) qui devrait se situer entre 1 et 2 USD par kWh - près de six fois le prix de détail de l'électricité aux États-Unis.

Néanmoins, le projet avance à plein régime, soutenu par des dons d'une valeur de plus de 100 millions de dollars américains du président de la société Irvine, Donald Bren. Et il a maintenant annoncé les résultats de ses tests de prototype orbital de première phase.

Le démonstrateur d'énergie solaire spatiale de 50 kg (110 lb) (SSPD-1) a été chargé dans un vaisseau spatial Momentus Vigoride et envoyé en orbite basse par une fusée SpaceX le 3 janvier de cette année. Il a été conçu pour tester trois systèmes : le module DOLCE a été conçu pour tester les mécanismes de conception et de déploiement des structures légères et pliables que l'équipe SSPP espère utiliser dans un réseau plus large. Il n'a pas encore commencé à se dérouler. Le module ALBA était là pour tester un certain nombre de conceptions de cellules solaires différentes afin de déterminer laquelle serait la plus efficace dans l'espace, et ces tests sont en cours.

Et le module MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment) a été conçu uniquement pour la vérification précoce de la technologie de faisceau de puissance sans fil qui prendrait l'énergie solaire et la renverrait sur Terre, destinée précisément aux stations réceptrices en surface. sans pièces mobiles sur l'émetteur.

Une partie de cette séquence de test MAPLE impliquait une démonstration de faisceaux de puissance à courte portée dans laquelle un réseau d'émetteurs envoyait de l'énergie à deux réseaux de récepteurs différents, à seulement environ un pied (~ 30 cm) des émetteurs. C'était l'occasion de valider la technologie d'orientation de faisceau de l'équipe - qui n'utilise que la manipulation de phase et l'interférence constructive/destructrice entre les ondes pour diriger précisément les faisceaux - dans les températures difficiles et l'environnement de rayonnement de l'espace. Et bien sûr, l'équipe a pu allumer à volonté de petites LED sur chaque récepteur.

"A notre connaissance, personne n'a jamais démontré le transfert d'énergie sans fil dans l'espace, même avec des structures rigides coûteuses", a déclaré Ali Hajimiri, professeur Bren de génie électrique et de génie médical et codirecteur de l'équipe SSPP. "Nous le faisons avec des structures légères flexibles et avec nos propres circuits intégrés. C'est une première."

L'unité MAPLE dispose également d'une petite fenêtre à travers laquelle le réseau d'émetteurs a pu transmettre de l'énergie directement vers la Terre, destinée à une unité réceptrice sur le toit d'un laboratoire d'ingénierie à Caltech Pasadena. Et encore une fois, cette expérience a réussi; le faisceau de puissance a été détecté à la station au sol, à l'heure et à la fréquence attendues, et avec le décalage de fréquence correct prédit en fonction de la distance parcourue.

Ce n'était pas une quantité de puissance utile, mais cela valide la capacité de l'équipe à cibler avec précision un faisceau de puissance sur de grandes distances, et confirme que l'équipement impliqué peut survivre au voyage en orbite.

"Les réseaux de transmission de puissance flexibles sont essentiels à la conception actuelle de la vision de Caltech pour une constellation de panneaux solaires en forme de voile qui se déploient une fois qu'ils atteignent l'orbite", a déclaré Sergio Pellegrino, Joyce et Kent Kresa Professeur d'aérospatiale et de génie civil et co-directeur du SSPP.

"De la même manière qu'Internet a démocratisé l'accès à l'information, nous espérons que le transfert d'énergie sans fil démocratise l'accès à l'énergie", a poursuivi Hajimiri. "Aucune infrastructure de transmission d'énergie ne sera nécessaire sur le terrain pour recevoir cette électricité. Cela signifie que nous pouvons envoyer de l'énergie dans des régions éloignées et des zones dévastées par la guerre ou une catastrophe naturelle."

Ainsi, la technologie des panneaux solaires spatiaux progresse parfaitement. Comme indiqué précédemment, l'économie d'un tel projet dans un cadre commercial n'a pas vraiment l'air rose, mais qui sait quel genre d'astuces un bon chef d'entreprise pourrait utiliser pour renverser la situation. Certainement un projet fascinant à suivre.

Source : Caltech