Um avião espacial militar dos Estados Unidos está sendo usado para validar o voo das melhores maneiras de reunir a energia do sol para a transmissão de energia da órbita terrestre.
Em meados de março, a mais recente missão secreta do avião espacial robótico X-37B da Força Espacial dos Estados Unidos voou durante 300 dias na órbita da Terra.
A maioria das funções do drone espacial robótico nesta missão, conhecida como Orbital Test Vehicle-6 (OTV-6), é um segredo bem guardado. No entanto, um pouco conhecido de pesquisa que a nave carrega é o Experimento de Módulo de Antena de Radiofrequência Fotovoltaica, ou PRAM-FX.
PRAM-FX é um experimento do Naval Research Laboratory (NRL) que investiga a transformação da energia solar em energia de microondas de radiofrequência (RF). PRAM-FX é um ladrilho quadrado de 12 polegadas (30,5 centímetros) que coleta energia solar e a converte em energia RF.
Paul Jaffe, o líder do portfólio de energia solar espacial e inovadora da NRL, disse que o PRAM-FX não está transmitindo energia de microondas para lugar nenhum. Em vez disso, o experimento está medindo o desempenho da conversão de luz solar em micro-ondas. A ser medido é o desempenho do PRAM do ponto de vista da eficiência e também do desempenho térmico, disse ele.
Resultados preliminares
Essa tarefa no espaço é relativamente simples. Mas o PRAM-FX ajuda a atingir um objetivo mais ambicioso – absorver a energia do sol e transmitir essa energia para uma Terra faminta por energia.
Os primeiros resultados preliminares do PRAM-FX a bordo do OTV-6 foram publicados em janeiro como parte de um artigo de revisão coautorizado por Jaffe no Journal of Microwaves do Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE).
“Embora esses resultados sejam preliminares, eles se comparam favoravelmente com o desempenho documentado em testes de solo, que também demonstraram 8% de eficiência total do módulo. À medida que o experimento prossegue, uma imagem completa do desempenho do módulo sob diferentes condições de iluminação e temperatura no ambiente espacial ser descoberto “, aponta o artigo do IEEE.
PRAM-FX é um teste orbital chave para arquiteturas solares espaciais. Mas o que vem a seguir?
Fases passo a passo
O Laboratório de Pesquisa da Força Aérea (AFRL) elaborou um grande projeto de demonstração que visa enviar energia coletada no espaço para forças expedicionárias na Terra. Esse projeto é denominado Space Solar Power Demonstrations and Research (SSPIDR).
Conforme descrito no artigo do IEEE, as demonstrações do SSPIDR incluem experimentos chamados Arachne, SPINDLE e SPIRRAL.
“Arachne será a primeira demonstração de feixe de energia espaço-solo do mundo de um painel modular solar para RF com medição de formato de superfície in-situ para otimizar a formação do feixe. A tecnologia de painel solar para RF foi projetada para ser escalonada para aberturas muito grandes e para suportar um alto volume de fabricação de baixo custo “, diz o jornal.
Arache está programado para voar em 2024. O AFRL recebeu o primeiro componente de hardware de vôo da espaçonave Arachne da Northrop Grumman em dezembro passado.
O SPINDLE testará a implantação em órbita de uma versão de subescala do sistema operacional. E o SPIRRAL “testará abordagens de gerenciamento térmico para garantir um sistema de longa duração e alto desempenho”, diz o jornal.
Se tudo correr de acordo com o planejado, o SPIRRAL será lançado em 2023 como parte das Instalações de Voo Experimento da Estação Espacial Internacional de Materiais (MISS-E). MISS-E é uma plataforma em órbita da Alpha Space Test and Research Alliance que foi projetada para ser implantada externamente na Estação Espacial Internacional.
Energia ilimitada e sustentável
John Mankins é um antigo defensor da transmissão de energia espacial e autor de “The Case for Space Solar Power” (Virginia Edition Publishing, 2014). Ele trabalhou na NASA por 25 anos e agora é presidente da Artemis Innovation Management Solutions, LLC.
A energia solar espacial tem o potencial de transformar o futuro da humanidade no espaço e pode fornecer uma nova fonte de energia virtualmente ilimitada e sustentável para mercados em todo o mundo. Então, Mankins disse, por que não buscaríamos essa tecnologia?
“Há uma série de novos participantes na transmissão de energia sem fio – tanto via radiofrequência quanto laser – nos Estados Unidos e internacionalmente”, disse Mankins à Space.com. “A China acaba de aprovar a formação de um comitê de nível nacional para energia solar espacial e transmissão de energia sem fio, o que aumentará a proeminência de seu já forte programa de pesquisa e desenvolvimento.”
Mankins também aponta para o Reino Unido. Essa nação está agora explorando a possibilidade de se juntar à comunidade internacional de energia solar espacial e transmissão de energia sem fio, com uma avaliação importante concluída em janeiro deste ano.
Olhando para fora da Terra, novas aplicações de transmissão de energia sem fio estão surgindo no planejamento da exploração lunar, disse Mankins, onde os depósitos de gelo estão localizados exclusivamente em regiões sombreadas permanentes em temperaturas em torno de 390 graus Fahrenheit negativos (234 graus Celsius negativos).
“Mas centenas de quilowatts de energia serão necessários para extrair e processar o gelo de água para fazer materiais úteis, como propelentes. A energia sem fio pode ser a resposta para fornecer essa energia”, sugeriu Mankins.
Ativo altamente valorizado
No geral, as perspectivas parecem encorajadoras de que a transmissão de energia espacial pode ser um ativo altamente valioso no setor comercial.
A tecnologia pode ter um futuro semelhante ao do Sistema de Posicionamento Global dos Estados Unidos, que começou como um recurso militar e fez a transição para uma tecnologia utilizada globalmente, dizem os especialistas. Talvez o feixe de energia solar se torne amplamente utilizado no futuro, fornecendo energia solar abundante em todos os lugares, independentemente do clima local, hora do dia ou latitude.
A propósito, para os fãs de história da tecnologia: Nikola Tesla originou o conceito de transferência de energia em grande escala via espaço livre na virada do século 20!
Publicado em 10/04/2021 17h59
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