Primeira transmissão sem fio de energia demonstrada no espaço

O demonstrador de energia solar espacial da Caltech apresentou seu primeiro resultado operacional importante com a transmissão sem fio de energia no espaço.

Embora essa transmissão sem fio tenha sido demonstrada na Terra, acredita-se que sua entrega no espaço seja a primeira e uma verificação da tecnologia MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment) da Caltech - uma das três principais tecnologias em teste em o demonstrador, que foi lançado em 3 de janeiro.

"Através dos experimentos que realizamos até agora, recebemos a confirmação de que o MAPLE pode transmitir energia com sucesso para receptores no espaço", disse Ali Hajimiri, Bren Professor de Engenharia Elétrica e Engenharia Médica no Caltech (Instituto de Tecnologia da Califórnia) e co-diretor do o Space Solar Power Project, que liderou o desenvolvimento do instrumento MAPLE.

Ele acrescenta que o grupo também conseguiu programar o instrumento para direcionar sua energia para a Terra, o que pode ser detectado no Caltech e é indicativo de sua capacidade de sobreviver à viagem ao espaço e operar lá.

Você leu?Avanços da ESA em energia solar baseada no espaçoVeja este espaço: a energia solar entra corajosamente em um novo nicho

O MAPLE consiste em uma matriz de transmissores de energia de microondas leves e flexíveis, acionados por chips eletrônicos personalizados que foram construídos usando tecnologias de silício de baixo custo e permitem que a matriz transmita a energia para um local desejado.

O foco e a direção da energia que é transmitida são alcançados usando a interferência das propriedades, explica a equipe do projeto. Elementos precisos de controle de tempo concentram dinamicamente a energia seletivamente no local desejado usando a adição coerente das ondas eletromagnéticas.

A demonstração apresenta duas matrizes de receptores separadas localizadas a cerca de 30 cm de distância do transmissor para receber a energia, convertê-la em eletricidade DC e usá-la para acender um par de LEDs.

Isso foi testado acendendo cada LED individualmente e alternando entre eles.

O instrumento também inclui uma pequena janela através da qual a matriz pode transmitir a energia, que foi detectada por um receptor no telhado do Laboratório de Engenharia no campus da Caltech em Pasadena.

O sinal recebido apareceu no tempo e na frequência esperados e teve a mudança de frequência correta conforme previsto com base em sua viagem desde a órbita.

O outro aspecto notável é que o experimento não é fechado e sujeito ao ambiente hostil do espaço, incluindo as grandes oscilações de temperatura e radiação solar a que um instrumento de grande escala estaria sujeito.

Além da demonstração de que os transmissores de potência poderiam sobreviver ao lançamento ao espaço e operar ali, a equipe de desenvolvimento pretende avaliar o desempenho de cada um dos elementos – um processo que eles acreditam poder levar cerca de seis meses.

As antenas de transmissão de energia são agrupadas em grupos de 16, cada grupo controlado por um chip individual e a avaliação dos padrões de interferência de grupos menores deve permitir que irregularidades sejam detectadas e rastreadas até unidades individuais.

Os outros dois experimentos principais no demonstrador são o DOLCE (Experimento Composto ultraleve implantável em órbita), uma estrutura de aproximadamente 1,8 m² para demonstrar a arquitetura, o esquema de embalagem e os mecanismos de implantação da espaçonave modular; e ALBA, um conjunto de 32 tipos diferentes de células fotovoltaicas para permitir uma avaliação dos tipos de células mais eficazes no ambiente espacial.

Os testes ALBA de células solares estão em andamento, mas até agora a equipe ainda não tentou implantar DOLCE.

A bem-sucedida demonstração de transmissão de energia da Caltech surgiu apenas alguns dias depois que notícias do Japão sugeriram que o país poderia estar implantando uma série de pequenos satélites em órbita para começar a transmitir energia solar para a Terra até 2025.

A iniciativa está sendo liderada pelo professor da Universidade de Kyoto, Naoki Shinohara, que trabalha no desafio há mais de uma década.