ارتش آمریکا برق را به شکل بی سیم انتقال داد!

نمایش مایکروویو(SCOPE-M)NRL

آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی دریایی ایالات متحده (NRL) با استفاده از یک پرتو مایکروویو در میدان تحقیقاتی ارتش ایالات متحده در مریلند، در آنچه که به عنوان مهم‌ترین نمایش در نوع خود در نیم قرن گذشته توصیف می‌شود، 1.6 کیلووات توان را در طول یک کیلومتر (3280 فوت) منتشر کرد.

ایده انتقال نیرو در فواصل طولانی بدون سیم بیش از یک قرن است که وجود داشته است. در دهه 1970، این فناوری به حدی بالغ شد که آن را به یک جزء کلیدی در مفهوم جرارد کی اونیل(Gerard K.O'Neil) فیزیکدان آمریکایی تبدیل کند که پیشنهاد ایجاد مستعمرات فضایی برای ساخت ایستگاه‌های عظیم جمع‌آوری خورشیدی برای ارسال انرژی به زمین را داشت. که پیشنهاد ایجاد کلونی های فضایی برای ساخت ایستگاه ‌های کلکتور خورشیدی عظیم برای ارسال نیرو به زمین را پیشنهاد کرد.

این اصل به اندازه کافی ساده است. الکتریسیته به امواج مایکروویو تبدیل می‌شود، که سپس در یک پرتو محکم در گیرنده‌ای متشکل از عناصری به نام رکتنا(rectenna elements) متمرکز می‌شوند. اینها اجزای بسیار ساده ای هستند که از یک آنتن دوقطبیX-band  با یک دیود RF تشکیل شده اند. هنگامی که امواج مایکروویو به رکتنا برخورد می کنند، عناصر جریان DC تولید می کنند.

علی رغم تردیدهای اولیه، پرتوهای مایکروویو به طور شگفت آوری کار آمد و موثر عمل می کنند. تیم NRL به رهبری کریستوفر رودنبک(Christopher Rodenbeck)، رئیس گروه مفاهیم پیشرفته، توسط دپارتمان وزارت دفاع مأموریت داشته اند که امواج مایکروویو ایمن و پیوسته پرتو توان را توسعه دهند(SCOPE-M). پروژه ای برای کاوش جهت عملی بودن حوزه تکنولوژی است.

با استفاده از یک پرتو مایکروویو 10 گیگاهرتز، SCOPE-M در دو مکان راه اندازی شد. اولین مورد، میدان تحقیقاتی ارتش ایالات متحده در بلوسم پوینت(Blossom Point)، مریلند(Maryland)، و دومی در فرستنده رادار تصویربرداری ماهواره‌ای باند فوق Haystack (HUSIR) در MIT در ماساچوست بود. فرکانس به این دلیل انتخاب شد که نه تنها می‌توانست حتی در باران شدید با کاهش قدرت کمتر از پنج درصد پرتوتاب کند، بلکه استفاده از آن تحت استانداردهای بین‌المللی در حضور پرندگان، حیوانات و مردم نیز ایمن است. این بدان معناست که سیستم نیازی به برش های خودکار توسعه یافته برای سیستم های مبتنی بر لیزر قبلی ندارد.

در آزمایش های مریلند، پرتو با بازده 60 درصد کار می کرد. تست ماساچوست به همان اوج قدرت نرسید، اما سطح توان متوسط ​​بالاتری داشت، بنابراین انرژی بیشتری تحویل داده شد.

فناوری SCOPE-M می تواند روزی برای انتقال نیرو بر روی زمین یا از ایستگاه های بزرگ انرژی خورشیدی مداری برای تامین برق به شبکه های ملی در 24 ساعت شبانه روز و 365 روز سال استفاده شود. با این حال، یک برنامه فوری تر که وزارت دفاع به آن علاقه مند است، ارسال نیرو به طور مستقیم به سربازان در میدان است و نیاز به محموله های سوخت آسیب پذیر را از بین می برد.

برایان تیرنی، مهندس الکترونیک SCOPE-M می‌گوید: «اگرچه SCOPE-M یک پیوند پرتو برق زمینی بود، اما اثبات خوبی برای مفهوم پیوند پرتو انرژی فضایی بود. مزیت اصلی ارسال انرژی از فضا به زمین برای وزارت دفاع(DOD)، کاهش وابستگی به سوخت نیروها است که می توانند در برابر حمله آسیب پذیر باشند.

منبع: NPL