국가 안보 | 우주에서 태양 광 발전 : 그것은 이제까지 땅에서 내려 갈 것인가?

우주에서 태양광 발전

우주의 위성은 햇빛을 수확하고 태양 에너지를 지구 상의 응용 분야에 사용할 수 있는 전력으로 바꾸는 것은 수십 년 동안 연구해 온 아이디어입니다. 그러나 미국이 이 기술의 선구자였지만, 실험실에서 궤도에 이르는 정부의 관심은 미온적이었다.

미군은 이제 이러한 노력을 되살리기 위해 노력하고 있다. 해군 연구소는 2020년 공군의 X-37B 우주 비행기를 타고 태양광을 포착하고 직접 전류 전기 에너지로 변환하는 하드웨어를 성공적으로 테스트한 실험을 시작했습니다.

그러나 NRL 실험은 우주 에서의 데모일 뿐이며 우주에서 포착된 전력을 다시 지면으로 비추려는 의도가 아니었습니다. 이 기능은 공군 연구소에 의해 시도될 것입니다, 모든 계획대로 가는 경우, 2025 년에 출시 될 것으로 예상 $1억 실험.

아라크네(Arachne)라는 AFRL의 임무는 인프라가 없는 엄격한 기지에서 신뢰할 수 있는 에너지원을 확보하는 군사 물류 과제에 대응하여 구상되었습니다. 오늘날, 현장 발전기를 운영하는 데 사용되는 연료는 트럭으로 운송되어야 하며, 이러한 호송은 적의 대상으로 전환되어야 합니다. AFRL은 우주에서 태양광 발전에 대한 접근이 이 취약점을 줄이는 데 도움이 될 수 있다고 믿습니다.

연구소는 또한이 기술에 대한 정부의 지원이 커서 상업 산업과 투자자에게 신호를 보내 시장 기회를 확대 할 것이라고 주장합니다.

AFRL은 “군사 자산으로 시작하여 현재 전 세계 사람들이 사용하는 기술로 전환된 글로벌 포지셔닝 시스템과 마찬가지로 이 태양광 발전 빔 시스템은 날씨, 하루 시간 또는 위도에 관계없이 태양 에너지를 제공함으로써 더 광범위한 사용으로 전환할 수 있습니다.”

아라크네는 지난달 메릴랜드 주 린티쿰에 있는 한 실험실에서 AFRL과 노스롭 그루먼 엔지니어들이 이른바 “샌드위치 타일”을 시연하면서 도약했다.

이 타일은 에너지 수집 및 변환을 가능하게 하는 중요한 구성 요소라고 AFRL 프로그램 매니저 제임스 윈터(James Winter)는 설명했다. 타일의 한쪽에는 태양 에너지를 받는 태양광 전지 패널이 있습니다. 중간전자는 직전류를 무선 주파수 신호로 변환하고 타일의 다른 쪽에는 빔 전력에 대한 안테나가 있습니다.

이제 타일이 입증되었으므로 윈터는 다음 단계는 로켓 페어링에 9 개의 타일을 캡슐화하는 방법을 파악하여 큰 국가 안보 로켓에 보조 페이로드로 탈 수있는 노스 롭 그루먼 ESPAStar를 궤도에 발사 할 수 있도록하는 것이라고 말했다. 위성이 배치되면 RF 에너지가 지상의 수신 스테이션으로 빔되고, 정류 안테나는 RF를 사용 가능한 전력으로 변환합니다.

겨울은 X-37B를 타고 2020 년 실험은 아라크네에 적용되는 샌드위치 모듈에 유용한 통찰력을 제공했다고 말했다.

노스롭 그루먼의 원격 감지 프로그램 부사장인 제이 파텔(Jay Patel)은 태양광과 RF 변환이 잘 이해된 기술이라고 지적했다. “하지만 우리가 할 수 있었던 일은 그들이 운영하기를 원하는 환경으로 변환하는 것입니다. “아라크네는 발명품이 많지 않지만, 이러한 시도되고 참된 기술 중 일부를 다른 길을 열어줄 사명으로 변환하는 방법에 대한 혁신입니다.”

우주 기반 태양광 발전은 미국 우주군, 국방 혁신 유닛 및 AFRL이 발표한 11월 보고서에서 주요 지지를 받았습니다. 보고서는 “우주 태양광 발전을 미국의 우주 및 기후 의제에 통합하는 것은 기후 변화를 해결하기 위한 또 다른 화살을 제공할 뿐만 아니라 산업, 대중 및 국제 파트너들을 참여시키는 새로운 방법을 제공할 수 있다”고 말했다.

그러나 군사적 옹호와 기술 발전에도 불구하고 우주 기반 태양광 발전은 가파른 오르막길에 직면해 있습니다.

“지지자들은 그것을 사용할 수있는 가장 똑똑하고 포괄적 인 에너지 솔루션으로 묘사했으며, 비방하는 사람들은 결코 작동하지 않을 미친 듯이 비싼 계획으로 보았습니다”라고 항공 우주 공사는 최근 연구에서 지적했습니다.

일반적으로 이러한 인수의 경우와 마찬가지로 현실은 그 사이에 어딘가에 있습니다. 그러나 아라크네 선교사업을 연구하는 과학자들이 지적했듯이, 미국이 충분한 자원을 투자하기 전까지는 이 기술의 진정한 잠재력을 결코 알지 못할 것입니다.

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