Les scientifiques ont réussi à démontrer pour la première fois que l’énergie solaire peut être transmise sans fil dans l’espace et également rayonnée vers la Terre.
Le prototype d’énergie solaire spatiale, baptisé Maple, est l’une des trois technologies clés testées par le projet d’énergie solaire spatiale (SSPP) du California Institute of Technology (Caltech), qui vise à récolter l’énergie solaire dans l’espace et à la transmettre à la surface de la Terre.
Maple, abréviation de Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment, consiste en un réseau d’émetteurs de puissance micro-ondes flexibles et légers, construits à l’aide de puces électroniques personnalisées, pour transmettre l’énergie aux endroits souhaités.
Pour parvenir à ce résultat, les scientifiques ont déclaré que ces réseaux de transmission d’énergie devaient être légers pour minimiser la quantité de carburant nécessaire pour les envoyer dans l’espace, et flexibles pour pouvoir être pliés et transportés dans une fusée.
“Grâce aux expériences que nous avons menées jusqu’à présent, nous avons reçu la confirmation que Maple peut transmettre avec succès de l’énergie à des récepteurs dans l’espace. Nous avons également pu programmer le réseau pour diriger son énergie vers la Terre, ce que nous avons détecté ici à Caltech », a déclaré Ali Hajimiri, professeur de génie électrique à Caltech, dans un communiqué.
« À notre connaissance, personne n’a jamais démontré de transfert d’énergie sans fil dans l’espace, même avec des structures rigides coûteuses. Nous le faisons avec des structures légères flexibles et avec nos propres circuits intégrés. C’est une première », a déclaré le Dr Hajimiri.
Après avoir déjà été testé sur Terre, les chercheurs pensent maintenant que le prototype – fait de matériaux optimisés pour les conditions spatiales – peut survivre à un voyage dans l’espace et y fonctionner.
Les résultats doivent encore être publiés dans une revue à comité de lecture.
La nouvelle technologie consiste en des matériaux ultralégers à haut rendement qui convertissent la lumière en électricité et qui sont également conçus pour être compatibles avec un système intégré de conversion et de transmission de puissance.
Il convertit le courant continu de la lumière du soleil en puissance de radiofréquence, comme le type utilisé pour transmettre les signaux des téléphones portables, et l’envoie sur Terre sous forme de micro-ondes considérablement inoffensives.
Maple a également une petite fenêtre à travers laquelle le réseau peut transmettre l’énergie.
Le réseau d’émetteurs du prototype utilise des éléments de contrôle de la synchronisation pour concentrer dynamiquement la puissance sur l’emplacement souhaité.
Une petite fraction de cette énergie transmise pourrait être détectée par un récepteur sur le toit du laboratoire d’ingénierie Gordon et Betty Moore sur le campus de Caltech à Pasadena, ont déclaré des scientifiques.
Comme prévu, l’énergie dirigée vers la Terre a réparti la majeure partie de sa puissance sur une très large zone, et seule une fraction extrêmement petite a été détectée par le récepteur du campus de Caltech.
Les chercheurs évaluent actuellement la performance des éléments individuels au sein du système.
Dans une analyse plus approfondie qui peut prendre jusqu’à six mois, ils espèrent résoudre les irrégularités du système et les retracer jusqu’aux unités individuelles, donnant un aperçu de la prochaine génération du prototype.
Étant donné que l’énergie solaire dans l’espace extra-atmosphérique est constamment disponible sans être soumise aux cycles du jour et de la nuit, aux saisons et à la couverture nuageuse, les scientifiques ont déclaré qu’elle peut produire huit fois plus d’énergie que les panneaux solaires à n’importe quel endroit sur Terre.
Dans sa conception complète, le SSPP inclurait une constellation de vaisseaux spatiaux modulaires déployés dans l’espace pour collecter la lumière du soleil, la transformer en électricité et la convertir en micro-ondes qui seront diffusées sur de longues distances là où elles sont nécessaires.
“Les réseaux de transmission de puissance flexibles sont essentiels à la conception actuelle de la vision de Caltech pour une constellation de panneaux solaires en forme de voile qui se déploient une fois qu’ils atteignent l’orbite”, a déclaré Sergio Pellegrino, codirecteur de SSPP.
“De la même manière qu’Internet a démocratisé l’accès à l’information, nous espérons que le transfert d’énergie sans fil démocratise l’accès à l’énergie”, a déclaré le Dr Hajimiri.
