우주에서 최초로 무선 전력 전송 시연

Caltech의 우주 태양광 발전 실증기는 우주에서의 전력 무선 전송을 통해 첫 번째 주요 운영 성과를 달성했습니다.

이러한 무선 전송은 지구에서 시연되었지만, 우주에서의 전송은 캘리포니아 공과대학의 MAPLE(전력 전송 저궤도 실험을 위한 마이크로파 어레이) 기술에 대한 최초이자 검증인 것으로 여겨집니다. 지난 1월 3일 출시된 시연기.

"지금까지 수행한 실험을 통해 우리는 MAPLE이 우주의 수신기에 성공적으로 전력을 전송할 수 있다는 확인을 받았습니다."라고 Caltech(California Institute of Technology)의 전기 공학 및 의료 공학과 Bren 교수이자 MAPLE 장비 개발을 주도한 우주 태양광 발전 프로젝트.

그는 또한 그룹이 에너지를 지구로 향하도록 장비를 프로그래밍할 수 있었으며 이는 Caltech에서 감지할 수 있으며 우주 여행에서 생존하고 그곳에서 작동할 수 있는 능력을 나타냅니다.

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MAPLE은 저렴한 실리콘 기술을 사용하여 제작되었으며 어레이가 에너지를 원하는 위치로 전송할 수 있도록 하는 맞춤형 전자 칩으로 구동되는 유연한 경량 마이크로파 전력 송신기 어레이로 구성됩니다.

방출되는 에너지의 초점과 방향은 간섭 특성을 사용하여 달성된다고 프로젝트 팀은 설명합니다. 정밀한 타이밍 제어 요소는 전자기파의 일관된 추가를 사용하여 원하는 위치에 선택적으로 전력을 동적으로 집중시킵니다.

이 시연에서는 송신기에서 약 30cm 떨어진 곳에 위치한 두 개의 별도 수신기 어레이를 통해 에너지를 수신하고 이를 DC 전기로 변환한 후 이를 사용하여 한 쌍의 LED를 켭니다.

이는 각 LED를 개별적으로 켜고 LED 사이를 앞뒤로 이동하여 테스트되었습니다.

이 장비에는 패서디나에 있는 Caltech 캠퍼스의 엔지니어링 연구소 옥상에 있는 수신기에서 감지된 에너지를 어레이가 전송할 수 있는 작은 창도 포함되어 있습니다.

수신된 신호는 예상된 시간과 주파수로 나타났으며 궤도에서의 이동을 기반으로 예측된 ​​대로 올바른 주파수 편이를 보였습니다.

또 다른 주목할만한 측면은 실험이 밀봉되지 않았으며 대규모 장비가 적용되는 넓은 온도 변화와 일사량을 포함하여 우주의 가혹한 환경에 노출되어 있다는 것입니다.

개발팀은 전력 송신기가 우주로 발사된 후에도 살아남아 그곳에서 작동할 수 있다는 시연 외에도 개별 요소의 성능을 평가할 계획입니다. 이 프로세스에는 약 6개월이 걸릴 수 있다고 생각됩니다.

전력 전송 안테나는 16개의 그룹으로 클러스터링되어 있으며 각 그룹은 개별 칩으로 구동되며 더 작은 그룹의 간섭 패턴을 평가하면 불규칙성을 감지하고 개별 장치로 다시 추적할 수 있어야 합니다.

실증기에 대한 다른 두 가지 주요 실험은 모듈식 우주선의 아키텍처, 패키징 계획 및 배치 메커니즘을 시연하기 위한 약 1.8m 정사각형 구조인 DOLCE(궤도 상 배치형 초경량 복합 실험)입니다. 우주 환경에서 가장 효과적인 셀 유형을 평가할 수 있는 32가지 유형의 태양광 셀 모음인 ALBA가 있습니다.

태양전지에 대한 ALBA 테스트가 진행 중이지만 아직까지 팀은 DOLCE 배치를 시도하지 않았습니다.

Caltech의 성공적인 파워 빔 시연은 일본이 2025년까지 태양 에너지를 지구에 전송하기 시작할 수 있도록 궤도에 일련의 소형 위성을 배치할 수 있다는 뉴스 보도가 나온 지 불과 며칠 만에 나타났습니다.

이 계획은 10년 넘게 이 과제를 해결해 온 교토대학교 시노하라 나오키(Naoki Shinohara) 교수가 주도하고 있습니다.