Руски учени предложиха начин да задържат електрическите дронове във въздуха чрез предаване на енергия с лазерен лъч. Планира се тази технология да се използва в космоса за дозареждане на спътници, пише „Руски дневник“.
Гледаме бластери и лазерни оръдия в епическите битки на „Междузвездни войни“, но в реалността лазерното оръжие е крайно неефективно. Обикновено огледало може да осигури почти стопроцентна защита от него. Но лазерите са практически внедрени в други области. Например предаването на информация днес е немислимо без мрежите от оптични влакна, а те работят именно благодарение на лазера.
Група учени от ракетно-космическата корпорация „Енергия“ намери още един начин за използване на лазера. Те предложиха да държат електрическите дронове във въздуха толкова дълго, колкото трябва, чрез предаване на енергия с лазерен лъч.
Лазерна линия на пренос на електроенергия до безпилотен самолет
Пазарът на безпилотните самолети се развива активно. Само през 2015 година в целия свят сумата от продажбите на такива летателни апарати възлиза на $5 млрд. „Нашата технология може да осигури тяхната денонощна работа без необходимост от дозареждане“ – казва един от инициаторите на проекта, инженерът от „Енергия“ Иван Мацак.
Мацак отбелязва, че до неотдавна предаването на енергия с помощта на лазер е било лишено от смисъл. Коефициентът на полезното действие на лазера е възлизал на няколко процента, при това без да се смятат загубите при предаването и преобразуването на енергията. Но през първото десетилетие на новия век ситуацията започва да се променя, появяват се инфрачервените лазери с КПД до 40-50% и високоефективните фотоелектрически модули, способни да преобразуват в електричество до 40%, а в някои случаи и до 70% от енергията на излъчването.
Това вече позволява на учените да разгледат сериозно лазерните линии за предаване на електроенергия. Според тяхното мнение такава линия трябва да се състои от ефективен инфрачервен лазер, система за фокусиране и насочване, фотоприемник на борда на безпилотния самолет и акумулатор в случай на срив на „линията“.
Системата за насочване вече съществува. Има високоефективни фотоелектрически модули, разработени във Физико-техническия институт „А. Ф. Йофе“. Ефективността на предаването на енергия в такава система възлиза на около 10%. Тоест – при мощност 200 вата тя ще може да „държи“ безпилотния самолет във въздуха на височина от 1 километър неограничено дълго.
Учените решиха да отидат по-далеч и да използват лазерната технология за предаване на енергия в космоса. Там тя ще бъде още по-ефективна, тъй като във вакуума нищо не поглъща излъчването.
Енергия в космоса: ще заменят ли лазерите слънчевите батерии?
Сега практически всички космически апарати получават енергия от слънчеви батерии, но техните масивни размери създават много проблеми. За да могат да се използват в космоса, са нужни сложни големи конструкции. Необходимо е те постоянно да се насочват към слънцето.
„В космоса е необходимо много енергия, нужни са големи батерии. Все пак необходимата мощност може да се предава чрез лазер към приемници, които са по-малки от батериите десетки и стотици пъти“ – казва Мацак. Според неговите думи лазерните доставки на енергия ще помогнат да се удължи срокът на живот на микроспътниците.
Има още един проблем, който може да се разреши с помощта на лазерните линии за енергоснабдяване – експериментите в космоса. Всъщност на Международната космическа станция няма „устойчива“ безтегловност. Тя изпитва вибрации, колебания, микроускорения от работата на различните механизми, например от моторите за обръщането на слънчевите батерии. Това възпрепятства възможността да се провеждат много видове експерименти – например по култивирането на кристали. Лазерното предаване на енергия отвън ще помогне да се създадат идеалните условия за такива експерименти на борда на автономни технологични модули.
С помощта на лазера, смятат учените, може да се презарежда и транспортна космическа система. Руските специалисти отдавна работят върху идеята за междуорбитални буксири – апарати, които извеждат спътниците на по-високи орбити.
Мацак и неговите колеги са разработили план за космически експеримент „Пеликан“ – опит за предаване на енергия от руския сегмент на Международната космическа станция до борда на товарния кораб „Прогрес“. Той може да бъде проведен още през 2017 година. На този етап те подготвят наземен експеримент – предаването на енергия на дистанция около един километър.