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カリフォルニア工科大学の宇宙太陽光発電プロジェクト (SSPP) が開発した画期的な宇宙太陽光発電プロトタイプが、宇宙での無線電力伝送の実証に初めて成功し、重要なマイルストーンを達成した。 Space Solar Power Demonstrator-1 (SSPD-1) と名付けられたこのプロトタイプは、電力伝送低軌道実験用マイクロ波アレイ (MAPLE) を使用して宇宙から地球に無線で電力を伝送し、宇宙ベースのソーラーパネルの可能性を活用します。太陽光発電。 この驚くべき成果により、信頼性が高く豊富な電源としての宇宙太陽エネルギーの実現に私たちは近づくことができます。

Space Solar Power は、太陽衛星を通じて宇宙で事実上無制限の太陽エネルギーを利用できる革新的なソリューションを表します。 この最先端のテクノロジーは、昼夜のサイクル、季節、雲量などの地球上の制約に束縛されず、世界のエネルギーアクセスに革命をもたらし、安定した豊富な再生可能エネルギー源を提供する態勢を整えています。 この技術は宇宙からギガワットの電力を供給できる可能性がある。 重要なのは、エネルギーへのアクセスを民主化し、遠隔地や戦争や自然災害の影響を受けた地域にも恩恵をもたらすという約束があることだ。

SSPD-1 は、MAPLE、DOLCE、ALBA という 3 つの主要な実験を含む包括的なプロジェクトです。 MAPLE はワイヤレス電力伝送に注力し、DOLCE はモジュール式宇宙船のアーキテクチャと展開メカニズムを実証し、ALBA は要求の厳しい宇宙環境におけるさまざまな太陽電池の有効性を評価します。

「軽量構造を使用した宇宙での無線電力伝送の実証は、宇宙太陽光発電と世界中での広範なアクセスに向けた重要な一歩です」と、工学・応用科学部門のオーティスブースリーダーシップチェアのハリー・アトウォーター氏は述べています。 ハワード・ヒューズ応用物理学および材料科学教授。 リキッド・サンライト・アライアンスのディレクター。 プロジェクトの主任研究者の一人。 たとえば、ソーラーパネルはすでに宇宙で国際宇宙ステーションに電力を供給するために使用されていますが、地球に電力を供給するのに十分な大きさのアレイを打ち上げて配備するには、SSPPは超軽量で安価な太陽光発電エネルギー伝送システムを設計および作成する必要があります。そして柔軟です。

MAPLE は、宇宙太陽光発電プロジェクトの重要な要素である無線電力伝送に注力しています。

Ali Hajimiri 率いるチームによって開発された MAPLE は、SSPD-1 内の重要な実験であり、カスタム電子チップによって駆動される柔軟で軽量なマイクロ波電力送信機のアレイで構成されています。 MAPLE の設計は、意図的に軽量で柔軟性があり、コスト効率が高く、宇宙ベースの太陽光発電の経済的実現可能性と宇宙からの再生可能エネルギーのアイデアを強調しています。 このプロトタイプはすでに、宇宙の受信機に電力を正常に送信し、そのエネルギーを地球に向ける能力を実証しています。

「これまでに実施した実験を通じて、MAPLE が宇宙の受信機に電力を正常に送信できることが確認されました」とハジミリ氏は言います。 「また、私たちはそのエネルギーを地球に向けるようにアレイをプログラムすることもできました。それはカリフォルニア工科大学で検出されました。もちろん、地球でもテストしましたが、今では宇宙への旅行にも耐えてそこで動作できることがわかっています」 。」

SSPD-1 プロジェクト内では、DOLCE はモジュール式宇宙船のパッケージング方式と展開メカニズムを紹介する重要な実験として機能します。 もう 1 つの重要な実験である ALBA には、困難な宇宙環境で 32 種類の異なる太陽電池をテストすることが含まれます。 この評価は、将来の宇宙ベースの太陽光発電システムに最も効果的なセルを特定することを目的としています。

モメンタス ヴィゴライド宇宙船は SSPD-1 プロジェクトで重要な役割を果たし、プロトタイプの宇宙への輸送を可能にしました。 Transporter-6 ミッションで SpaceX ロケットに搭載されて打ち上げられたこの宇宙船は、データ、通信、遠隔測定サービスを提供することでカリフォルニア工科大学に重要なサポートを提供し、プロトタイプの最適なパフォーマンスを保証しました。

MAPLE システムは、個々の送信機間の強め合う干渉と弱め合う干渉の洗練されたシステムを採用しており、可動部品を使わずに送信エネルギーの焦点と方向を変えることができます。 この精度により、エネルギーの大部分が必要な場所に正確に伝達されるようになります。

MAPLE は、送信機の近くに配置された 2 つの個別の受信機アレイを備え、送信されたエネルギーを受信し、直流 (DC) 電力に変換し、LED に電力を供給し、宇宙でのワイヤレス エネルギー送信を実証します。 この実験では、地球上で送信されたエネルギーを検出することに成功し、現実世界の状況におけるその有効性が検証されました。

「私たちの知る限り、高価な剛構造を用いたとしても、宇宙での無線エネルギー伝送を実証した人は誰もいません。私たちは柔軟で軽量な構造と独自の集積回路を使ってそれを行っています。これは初めてです」とハジミリ氏は言う。

宇宙太陽光発電は、技術的な画期的な進歩であるだけでなく、気候変動との戦いにおける重要なツールでもあります。 宇宙で事実上無制限の太陽エネルギーを利用することで、化石燃料への依存を減らし、炭素排出量を大幅に削減できます。 この再生可能エネルギーへの移行は、気候変動の影響を軽減する鍵となります。

さらに、宇宙太陽光発電は、地上の再生可能エネルギー源とは異なり、天候や季節変動に依存しないため、安定した継続的なクリーンエネルギー源を提供します。 したがって、宇宙太陽光発電システムの導入が成功すれば、持続可能な低炭素経済への移行に向けた世界的な取り組みに大きく貢献できる可能性がある。

Space Solar Power は、昼夜のサイクル、季節、雲量の制限を受けることなく、宇宙で豊富な太陽エネルギーを利用する有望なソリューションを提供します。 SSPP は、ソーラーパネルを通して太陽光を収集し、それを電気に変換し、それをマイクロ波として無線で長距離に送信するモジュール式宇宙船の集合体を配備することを構想しています。 この技術は、地球上の従来のソーラーパネルを大幅に上回る可能性があります。

MAPLE が宇宙での無線電力伝送の実証に成功したことは画期的な成果ですが、システム内の潜在的な不規則性に対処するにはさらなる研究が必要です。 システム内の個々の要素を継続的に評価することは、問題を特定して修正するのに役立ち、将来の宇宙ベースの太陽光発電システムの開発に貴重な洞察を提供します。 カリフォルニア工科大学のチームは、引き続き技術の強化と効率の向上に専念し、新世代の宇宙太陽光発電への道を切り開きます。