Солнечные электростанции в космосе могут вывести из строя спутники: что выяснили ученые

США и Китай соревнуются в создании космической солнечной энергетической инфраструктуры, которая будет круглосуточно передавать электроэнергию на Землю. Но все большей проблемой становится перегруженность околоземной орбиты большим количеством спутников. Это может стать еще большей проблемой к моменту запуска прототипов космических солнечных электростанций в конце этого десятилетия. В то время как компании из США и Китая планируют продемонстрировать технологию передачи солнечной энергии из космоса на Землю уже в ближайшем будущем, авторы нового исследования предупреждает, что мощные лазеры, передающие энергию с космических электростанций, могут нанести серьезный ущерб спутникам. Исследование ученых из Китая опубликовано в китайском журнале High Power Laser and Particle Beams, пишет Interesting Engineering.

Согласно исследованию, если лазерные лучи, которые используются для передачи энергии с космической солнечной электростанции на Землю, промахнутся мимо цели, они могут повредить находящиеся рядом космические аппараты и спутники. Это может произойти из-за сбоев системы или неправильной настройки лазерных лучей.

Эти лазерные лучи могут вызвать непреднамеренные электрические разряды, которые могут повредить электронные системы спутников, а это приведет к их аварийному отключению. При этом чем большая мощность лазерного луча, тем выше риск повреждения, говорят ученые.

Поэтому авторы исследования рекомендуют разработать более безопасные параметры лазерных лучей для космических солнечных электростанций и в то же время создать защиту для спутников.

Ученые смоделировали, что может произойти, если мощный лазерный луч попадет в спутник. В лаборатории они направили лазерные лучи на образец солнечной панели. Используя высокоскоростные камеры и датчики, они зафиксировали короткие вспышки света, а также скачки тока. Это показало, что лазерные лучи вызывают электрические разряды. Хотя такое событие кратковременно, оно потенциально может повредить чувствительную электронику или привести к отключению спутника.

Идея о космических солнечных электростанциях впервые появилась еще в конце 60-х годов прошлого века. Долгое время она считалась способом обеспечения бесперебойной возобновляемой энергии, который не зависит от погодных условий, как обычные солнечные электростанции на Земле.

Сегодня компании из США и Китая пытаются воплотить эту идею в жизнь. В то время как традиционные концепции были сосредоточены на микроволновой передаче энергии из космоса, все чаще для этого рассматриваются инфракрасные лазерные лучи. В отличие от микроволн, лазерные лучи не требуют крупной наземной инфраструктуры.

Например, компания Overview Energy из США планирует провести демонстрацию своей солнечной электростанции на орбите к 2028 году. В то же время Китай планирует запустить собственную демонстрационную солнечную электростанцию на орбиту к 2030 году.

Но авторы исследования предупреждают, что низкая околоземная орбита становится все более перегруженной большим количеством спутников. Поскольку большинство концепций космической солнечной энергетики предполагают вывод электростанций на более высокую геосинхронную орбиту, риск повреждения соседних спутников лазерными лучами будет продолжать расти по мере запуска новых космических аппаратов.