การทดสอบพลังงานลำแสงพลังงานประวัติศาสตร์ปูทางสู่การปะทะพลังงานให้กับกองกำลังจาก SPACE

วอชิงตัน — ทหารในอนาคตสามารถรับพลังของอุปกรณ์จากอวกาศได้หรือไม่? ทีมนักวิจัยจากห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรือสหรัฐฯ (NRL) ได้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการส่งคลื่นไมโครเวฟภาคพื้นดินโดยการส่งพลังงาน 1.6 กิโลวัตต์ในระยะทางหนึ่งกิโลเมตร (กม.)

ความสำเร็จโดยทีมวิจัยของกองทัพบกสหรัฐฯ ในเมืองบลอสซัมพอยต์ รัฐแมริแลนด์ ถือเป็นการสาธิตการฉายแสงที่มีความสำคัญที่สุดในรอบเกือบ 50 ปี ลำแสงไมโครเวฟเป็นการถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าแบบจุดต่อจุดที่มีประสิทธิภาพผ่านพื้นที่ว่างโดยใช้ลำแสงไมโครเวฟแบบสั่งการ

กระทรวงกลาโหมสหรัฐ (DOD) เชื่อว่าการส่งพลังงานแบบไร้สายจากอวกาศจะมีความสำคัญต่อการจัดหาเชื้อเพลิงให้กับกองกำลังในสนามรบ นักวิทยาศาสตร์ยังขนานนามว่าเป็น “เทคโนโลยีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่ดีที่สุด” โดยมีอุปทานตลอดทั้งปีที่คงที่ ซึ่งต่างจากแหล่งพลังงานสีเขียว “ประปราย” อื่นๆ

การสาธิตเป็นการปูทางสำหรับการฉายพลังงานบนโลก ในอวกาศ และจากอวกาศสู่โลก โดยใช้ความหนาแน่นของพลังงานภายในขอบเขตความปลอดภัยที่กำหนดโดยหน่วยงานมาตรฐานสากล

ทาวเวอร์
ภาพนี้: อุปกรณ์ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ในแมสซาชูเซตส์

“ในฐานะวิศวกร เราพัฒนาระบบที่จะไม่เกินขีดจำกัดความปลอดภัยเหล่านั้น” Paul Jaffe Ph.D., Power Beaming และ Space Solar Lead กล่าวในการแถลงข่าว “นั่นหมายความว่าปลอดภัยสำหรับนก สัตว์ และผู้คน”

ภายใน 12 เดือน NRL ได้กำหนดความสามารถในการใช้งานของลำแสงไมโครเวฟภาคพื้นดินและฉายพลังงานไฟฟ้าหนึ่งกิโลวัตต์ (kW) ในระยะทางหนึ่งกิโลเมตร (0.62 ไมล์) โดยใช้ลำแสงไมโครเวฟ 10 กิกะเฮิรตซ์ (GHz)

คานยังตัดผ่านสภาพอากาศเลวร้าย

การส่งสัญญาณด้วยพลังงานที่ปลอดภัยและต่อเนื่อง – ไมโครเวฟ (SCOPE-M) แสดงการฉายแสงที่จุดสองแห่ง แห่งหนึ่งที่สนามวิจัยกองทัพสหรัฐฯ ที่ Blossom Point และอีกแห่งที่เครื่องส่งสัญญาณ Haystack Ultrawideband Satellite Imaging Radar (HUSIR) ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ ( เอ็มไอที)

Jaffe กล่าวว่า “เหตุผลในการกำหนดเป้าหมายเหล่านี้คือการผลักดันเทคโนโลยีนี้ให้ไกลกว่าที่เคยแสดงมาก่อน

“คุณคงไม่อยากใช้ความถี่สูงเกินไป เพราะมันสามารถเริ่มสูญเสียพลังงานสู่ชั้นบรรยากาศได้” คริสโตเฟอร์ โรเดนเบ็ค ผู้ตรวจสอบหลักของโครงการ ปริญญาเอก หัวหน้ากลุ่มแนวคิดขั้นสูง NRL กล่าวเสริม “10 GHz เป็นทางเลือกที่ดีเพราะว่าเทคโนโลยีส่วนประกอบที่มีอยู่นั้นราคาถูกและครบถ้วน แม้ในฝนตกหนัก การสูญเสียพลังงานยังน้อยกว่าร้อยละห้า”

ในรัฐแมริแลนด์ ทีมทำได้เกินเป้าหมาย 60 เปอร์เซ็นต์โดยส่งกำลัง 1.6 กิโลวัตต์เพียง 1 กิโลเมตร ที่ไซต์แมสซาชูเซตส์ ทีมงานไม่มีกำลังสูงสุดเท่าเดิม แต่กำลังเฉลี่ยสูงกว่ามาก ดังนั้นจึงส่งพลังงานได้มากกว่า

Jaffe ตั้งข้อสังเกตว่าในระหว่างการทดลองที่ผ่านมากับการฉายแสงเลเซอร์โดยใช้ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงกว่ามาก วิศวกรสามารถใช้ระบบอินเตอร์ล็อคได้สำเร็จ ดังนั้นหากมีสิ่งใดเข้าใกล้ลำแสง มันก็จะดับลง

“เราไม่จำเป็นต้องทำอย่างนั้นกับ SCOPE-M เพราะความหนาแน่นของพลังงานต่ำพอที่จะปลอดภัยอย่างแท้จริง” Jaffe กล่าว

‘สิ่งที่พลังงานสะอาดรูปแบบอื่นไม่สามารถทำได้’

Brian Tierney, Ph.D. , วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ของ SCOPE-M กล่าวว่า DOD มีความสนใจในการส่งพลังงานแบบไร้สาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งการส่งพลังงานแบบไร้สายจากอวกาศ และสามารถใช้อาร์เรย์ rectenna (เสาอากาศแก้ไข) ที่คล้ายกันซึ่งใช้สำหรับ SCOPE-M ได้ ในที่ว่าง. rectenna เป็นเสาอากาศรับสัญญาณชนิดพิเศษสำหรับแปลงพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นไฟฟ้ากระแสตรงในระบบส่งกำลังแบบไร้สาย

ฮูซีร์
ภาพนี้: เครื่องส่ง Haystack Ultrawideband Satellite Imaging Radar (HUSIR) ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ในรัฐแมสซาชูเซตส์

“แม้ว่า SCOPE-M จะเป็นตัวเชื่อมส่งพลังงานภาคพื้นดิน แต่ก็เป็นการพิสูจน์แนวคิดที่ดีสำหรับการเชื่อมโยงลำแสงพลังงานในอวกาศ” Tierney กล่าว “ประโยชน์หลักของการส่งพลังงานจากอวกาศสู่โลกสำหรับ DOD คือการลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงสำหรับกองทหาร ซึ่งอาจเสี่ยงต่อการถูกโจมตี”

นอกจากจะเป็นลำดับความสำคัญของ DOD แล้ว Rodenbeck ยังกล่าวอีกว่าการส่งกำลังส่งสามารถให้พลังงานได้อย่างต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมง 7 วันต่อสัปดาห์ 365 วันต่อปี ซึ่งแตกต่างจากแหล่งพลังงานสะอาดอื่นๆ ซึ่งให้พลังงานไฟฟ้าเป็นระยะๆ และเป็นระยะๆ

“นั่นเป็นสิ่งที่พลังงานสะอาดรูปแบบอื่นไม่สามารถทำได้ในปัจจุบัน” Rodenbeck กล่าวเสริม “จากจุดยืนของระดับความพร้อมด้านเทคโนโลยี ฉันรู้สึกว่าเราใกล้จะสาธิตระบบที่เราปรับใช้และใช้งานจริงในแอปพลิเคชัน DOD ได้แล้ว”

โครงการ Safe and Continuous Power bEaming – Microwave (SCOPE-M) ได้รับทุนสนับสนุนจากสำนักงานปลัดกระทรวงกลาโหมเพื่อการวิจัยและวิศวกรรมของกองทุนพัฒนาขีดความสามารถด้านพลังงานในการดำเนินงาน

นักเขียน Dean Murray ผู้เขียน South West News Service สนับสนุนรายงานนี้

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*