何十年もの間、宇宙のエネルギーは一般の人々にはほとんど目に見えない問題でしたが、あらゆるミッションにとって基礎的なものでした。 各衛星、宇宙ステーション、または軌道ビークルは、それぞれ独自のソーラーパネルとバッテリーに依存しています。まるで各デバイスが独自の小さな発電所を常に背負っていなければならないかのように。それにより、その規模、自律性、そして何よりもできることが制限されます。現在、スター キャッチャーというアメリカの企業は、SF から飛び出してきたようなアイデアでその論理を変えようとしています。それは、世界初の宇宙送電網を構築するというものです。
同社は、赤外線レーザーを使用して衛星間でエネルギーを伝送できるシステムを開発するために、6,500万ドルを調達したところである。本質的に、アイデアはシンプルです。 衛星は太陽エネルギーを収集し、それを必要とする軌道上の別の車両に無線で送信します。一種の軌道上の「電気 Wi-Fi」のようなものです。
最も近い比較は、別のプラットフォームから継続的に電力を供給されるため、充電のために着陸する必要がないドローンを想像することです。ここでのみ、地球の周りを時速 28,000 キロメートル以上で移動する衛星について話します。 同社は、自社のシステムは当初、数百ワットの電力を伝送できると主張しています。 将来的には数キロワットに達することを目標としています。 地上の発電所に比べれば大したことないように思えるかもしれませんが、宇宙ではその規模が全く変わります。
たとえば、国際宇宙ステーションは、 サッカー場に匹敵する面積を占める巨大なソーラーパネルを使用して、75～90キロワットを発電します。 従来の通信衛星は通常、1 ～ 20 キロワットで動作します。そして、多くの小型衛星やキューブサットは、家庭用の電球よりも少ない、わずか数十ワットで動作します。
つまり、 軌道上で数百ワットの電力を無線で供給すると、多数の衛星の電力容量が一時的に 2 倍になる可能性がある 大型のパネルや追加のバッテリーを追加する必要がなく、小型です。
このプロジェクトの鍵となるのは赤外線レーザーです。 真空中で数百キロ離れた物体間では不可能な、ケーブルを介して電気を送る代わりに、このシステムはエネルギーを光線に変換します。 濃縮された光は、その光を電気に変換できる特別な太陽電池を備えた別の衛星に移動します。
このプロセスの背後にある物理学は新しいものではありません。実際、ワイヤレス電力伝送は数十年にわたって研究されてきました。ニコラ・テスラは、19 世紀末にすでに同様のことを空想していました。しかし 地球上でこれを行うと、大気、雲、干渉によって莫大なエネルギー損失が発生します。 しかし、真空の宇宙では、環境はさらに有利になります。
そして、そこからこのアイデアが本当に面白くなり始めます。なぜなら、スターキャッチャーの目的は、単に孤立した衛星に電力を供給することだけではないからです。あなたのビジョンは 共有軌道エネルギーインフラを構築します。 さまざまな車両が必要なときにエネルギーを受け取るために一時的に「接続」できる一種の宇宙電気ネットワーク。それは多くのことを変える可能性があります。
現在、衛星の重量の大部分はエネルギー システムに相当します。 ソーラーパネル、バッテリー、展開メカニズム、熱保護。 そのエネルギーの一部を外部から受け取ることができれば、衛星はより小さく、より軽く、より安価に打ち上げられる可能性があります。
さらに、地球の影に入ったときやバッテリーが切れたときに、通常は使用できなくなるシステムを動作し続けることができるようになります。平 将来の民間宇宙ステーション、月面基地、深部探査機に電力を供給する可能性がある。
このアイデアは、新たな商業宇宙開発競争に特によく適合します。過去 10 年間だけでも、SpaceX、Amazon、OneWeb などの企業の推進により、軌道上で稼働している衛星の数は数倍に増加しました。実際には、 宇宙史上、2013 年までに約 7,000 個の衛星が打ち上げられました。 現在、地球上では 10,000 人以上が同時に活動しています。地球の軌道はもはや政府機関専用の空間ではなく、拡大する産業インフラのように見え始めています。そして、すべての産業インフラにはエネルギーが必要です。
もちろん、技術的には大きな課題がまだ残っています。軌道速度で移動する物体間にレーザーを正確に向けることは簡単ではありません。もあります 各変換におけるエネルギー損失: 電気から光、光から電気。 そして、エネルギービームに基づくシステムは、セキュリティと国際規制の問題を解決する必要があります。
しかし、たとえ初期効率が限られていたとしても、この概念には大きな利点が 1 つあります。それは、各衛星がエネルギーを自給自足しなければならないという考えを打ち破ることです。それはある意味、 インターネットで起こったのと同じ概念的な飛躍です。最初のコンピューターは独立した島でした。革命は彼らがより強力になったときに起こったのではなく、彼らが互いにつながり始めたときに起こりました。 今、宇宙も同様の変化に近づいている可能性があります。単なる衛星ネットワークではなく、軌道エネルギーネットワークです。 そしてそれは、私たちの現在の生活様式の多くが依存しているネットワークに、セキュリティ、独占、サイバー攻撃に関する新たな論争をもたらします。
