Phillip Hopkins
0 
2077
91
Redaktørens notat: Den amerikanske romstyrkens neste hemmelige oppdrag om et robot X-37B-romfly ble forsinket av dårlig vær. Nok et lanseringsforsøk blir gjort søndag morgen (17. mai).
Et hemmelighetsfullt militært romfly vil snart teste ideen om å bruke mikrobølgestråler for å sende solenergi til jorden fra verdensrommet. U.S. Air Forces X-37B romfly forventes å starte i bane lørdag (16. mai) med et eksperiment ombord som tester muligheten.
Photovoltaic Radiofrequency Antenna Module Flight Experiment (PRAM-FX) representerer den første orbitale testen av en sci-fi-teknologi som først ble sett på 1800-tallet - solcelle-satellittkraft. Bygg et stort solsystem i bane, ideen går, og den kan samle nok sollys (ufiltrert av atmosfæriske effekter eller skyer) til å generere en kraftig stråle av mikrobølger. En samlingsstasjon på jorden ville da konvertere den strålen til nyttig kraft. Start enhver satellitt i en høy nok bane, og den vil motta en nesten konstant strøm av sollys, med bare korte passeringer gjennom jordskyggen. En hel konstellasjon av solcellepaneler kan tilby uavbrutt 24/7 strøm.
"Ideen fikk mye oppmerksomhet, og slags kom til sin rett på slutten av 60-tallet, begynnelsen av 70-tallet, da det ble et maktpåliggende å utforske andre energikilder enn fossile brensler," da forsyninger med fossilt brensel ble ustabile og prisene skyrocket, sa Paul Jaffe, en sivil elektronikkingeniør ved US Naval Research Laboratory (NRL) og leder for NRLs strålte energiforskning.
I slekt:Romplanet X-37B: 6 overraskende fakta
Den forskningen smalt av etter hvert som drivstoffprisene falt, sa Jaffe. Men i 2007 hentet forsvarsdepartementet stafettpinnen. En satellittbjelke er en mye tryggere og mer effektiv måte å få strøm til en utenlandsk militærbase enn konvoier av drivstoffbiler, sa han. Disse lastebilene, fylt med brennbart drivstoff, kan angripes og ødelegges, og risikere livene til sjåførene og vaktene. Men en mikrobølgeovnstråle passerer usynlig gjennom atmosfæren ubevoktet. Du kan ikke skyte på det.
Med tiden kan bjelkene også drive militære droner, som de som nå brukes til å spionere og drepe utenlands. Drevet av en mikrobølgeovn kunne bjelkene surres uendelig over hodet uten å måtte lande for å fylle bensin. (Selv lenger nede i veien kan det selvfølgelig være sivile applikasjoner for teknologien.)
Så langt kan ikke PRAM-FX gjøre noe av det. Men det gir NRL-teamet en første sjanse til å teste en nøkkelkomponent i en solcelle-satellitt i miljøet der det til slutt ville fungere.
Den eksperimentelle enheten smørrer elektronikken mellom en solcellearray og en bakplate, ifølge Chris DePuma, en elektronikkingeniør ved NRL som også jobber med prosjektet. Solarrayet samler energi fra solen, konverterer den til en likestrøm elektrisk strøm, og bruker den strømmen til å drive en mikrobølgeovn på 2,45 gigahertz "som teoretisk i fremtiden vil bli overført fra en antenne som peker mot et mottakersted," fortalte DePuma .
For PRAM-FXs formål lander imidlertid mikrobølgeenergien på en koaksialkabel som "dumper den av" til et instrument som brukes til å registrere data, sa DePuma. NRL-forskerne vil sammenligne den produksjonen med energien som ble brukt i å bruke solarrayen for å finne ut effektiviteten til oppsettet.
"Dette vil informere om muligheten og økonomien til noe som solcelle-satellitter," fortalte Jaffe .
Dette er ikke første gang disse forskerne har testet utstyret. Eksperimenter i vakuumkamre på jorden, ved bruk av lamper for å etterligne virkningene av den orbitale solen, har gitt ledetråder om hvordan PRAM-FX vil fungere. Men det er ingenting som å være der oppe, sa forskerne.
Den hemmelighetsfulle plattformen
PRAM-FX vil være en av flere forsknings nyttelaster ombord X-37B når den lanseres fra Cape Canaveral, Florida lørdag. Det er uvanlig: I de foregående fem oppdragene nevnte ikke flyvåpenet X-37B som hadde vitenskapelig nyttelast. I løpet av de kumulative syv årene og 10 måneder i bane, ble det aldri offentliggjort noen detaljer om romflyets nyttelast eller presise formål.
Denne gangen er det imidlertid litt mer informasjon som tilbys. I følge en uttalelse fra Space Force vil X-37B føre en "servicemodul" ut i verdensrommet med romflyets første nyttelast av vitenskapelige eksperimenter. Den vil distribuere en satellitt kjent som FalconSat-8 med noen eksperimenter ombord, mens PRAM-FX og et annet eksperiment vil forbli knyttet til X-37B.
(X-37B tilhører Luftforsvaret, men romstyrken håndterer oppskytningen. Romstyrken er en begynnende gren av militæret, som ble opprettet i desember 2019 av president Donald Trump og siktet for å ha håndtert romkrig.)
En viktig fordel med å feste PRAM-FX på X-37B, sa Jaffe, er at teamet hans kan dra nytte av X-37Bs kommunikasjonssystemer, fremdrift og andre ressurser. Det sparer NRL-teamet problemer og utgifter til å bygge inn alt nødvendig maskineri for at en fritt flytende satellitt skal kunne operere. Og X-37Bs bane vil tilby mange forskjellige solvinkler å teste utstyret til, sa DePuma.
I slekt: US Air Forces hemmelighetsfulle romfartøy X-37B (infographic)
Det ubesatte romfartøyet opererer litt som en mindre, robot Space Shuttle - som skyter opp på en Atlas V-rakett og holder seg i bane i flere måneder. Det forrige, femte oppdraget varte i 780 dager før maskinen gled tilbake til Jorden 27. oktober 2019.
NRL-forskere vurderte andre muligheter for å få PRAM-FX ut i verdensrommet, inkludert et av NASAs romstasjonsforsyningsoppdrag, før de landet på X-37B.
"Vi undersøkte en rekke forskjellige verter som muligheter, og til slutt bød dette på den beste kombinasjonen av tilgjengelighet for flyging og evne til å integrere seg med - siden eksperimentet vårt ikke er godt egnet til å være sin egen satellitt på grunn av [voluminøse] dimensjoner, "Sa Jaffe.
Dette vil ikke føre til et våpen, i det minste ifølge Forsvarsdepartementets forskere
Hvis du har spilt spillet SimCity, er du kanskje kjent med et fiktivt scenario der strålen fra en slik solcelle-satellitt blir omdirigert og setter fyr på det omkringliggende området. Det er også lett å forestille seg at en mikrobølgeovnstråle som brukes som våpen.
I slekt: De 22 rare militære våpnene
Selv om det kanskje ikke er teknisk umulig å konstruere en katastrofesituasjon, sa Jaffe, er det heller ikke sannsynlig.
"De fleste hører mikrobølgeovn og ser på det på kjøkkenet som koker ting," sa Jaffe.
Men mikrobølgefrekvenser brukes også i Wi-Fi og Bluetooth-systemer på telefonen din, sa han, og de er ikke iboende farlige. Og de er ikke en veldig effektiv måte å sette fyr på ting over store avstander, fordi de har relativt lave strømtettheter.
"En måte å tenke på krafttetthet er hvis du går ut i solen på en klar ettermiddag, du ikke kommer til å sprekke i flammer ... men i det samme sollyset som ikke sprenger deg i flammer hvis du tar et forstørrelsesglass kan bruke det til å sette fyr på noe, "sa Jaffe. "Ikke fordi du tilfører energi, men fordi du konsentrerer energien som faller på lupen slik at den faller på et veldig lite punkt."
Det er ikke et realistisk scenario her, sa Jaffe.
"For mikrobølger er det veldig vanskelig å fokusere dem på samme måte som et forstørrelsesglass fokuserer sollys," sa Jaffe. "Derfor trenger du disse virkelig store antennene."
Jo større antenne du har, jo høyere er strømtettheten du kan lage på jorden. Men selv enorme antenner, mer enn noen få mil lange, ville kjempe for å konsentrere kraft til farlige nivåer fra høye baner som er nødvendige.
"En mikrobølgebasert solcelle-satellitt ville være veldig vanskelig å våpen, hvis det i det hele tatt kunne gjøres," sa Jaffe.
Likevel, hvis en full konstellasjon av solcelle-satellitter noensinne blir bygd, sa han, vil det være nøkkelen å utforme dem slik at de ikke overskrider grensene for mikrobølgeovn som allerede er satt av strålingssikkerhetsregulatorer for å forhindre kreft og branner..
På kort sikt, sa Jaffe, er denne teknologien utviklet for militæret. Men underveis sa han at han håper det vil føre til en futuristisk ren kraftkilde som kan være til fordel for alle - og gi USA et nytt nestenmonopol over en global energiforsyning.
- 7 teknologier som forvandlet krigføring
- Flygende tallerkener til tankekontroll: 22 deklassifiserte militære og CIA-hemmeligheter
- UFO-klokke: 8 ganger så regjeringen etter flygende tallerkener
Opprinnelig publisert på .
TILBUD: Spar 45% på 'Slik fungerer det' Alt om plass 'og' Alt om historie '!
I en begrenset periode kan du tegne et digitalt abonnement på et av våre mest solgte vitenskapsmagasiner for bare 2,38 dollar per måned, eller 45% avslag på standardprisen for de første tre månedene. Se tilbud
Se alle kommentarer (0)