Jacob Hoover
0 
3971
147
Redaktørens note: Den amerikanske rumstyrkes næste hemmelige mission for et robot X-37B rumfly blev forsinket af dårligt vejr. Et andet lanceringsforsøg søndag morgen (17. maj).
Et hemmeligholdt militært rumfly vil snart teste ideen om at bruge mikrobølgestråler til at sende solenergi til Jorden fra rummet. U.S. Air Force's X-37B-rumfartøj forventes at starte i kredsløb lørdag (16. maj) med et eksperiment ombord, der tester muligheden.
Photovoltaic Radiofrequency Antenna Module Flight Experiment (PRAM-FX) repræsenterer den første orbitale test af en sci-fi-teknologi, der først blev forestillet i det 19. århundrede - solcelle-satellitkraft. Byg et stort solarray i kredsløb, ideen går, og den kan samle nok sollys (ufiltreret af atmosfæriske effekter eller skyer) til at generere en kraftig stråle af mikrobølger. En samling på Jorden ville derefter konvertere denne stråle til brugbar kraft. Start enhver satellit i en høj nok bane, og den vil modtage en næsten konstant strøm af sollys med kun korte passager gennem Jordens skygge. En hel konstellation af solpaneler kan tilbyde uafbrudt 24/7 strøm.
"Ideen fik en masse opmærksomhed, og slags kom til sin egen i slutningen af 60'erne, begyndelsen af 70'erne, hvor der blev et bydende behov for at udforske andre energikilder end fossile brændstoffer," da forsyninger med fossile brændstoffer blev ustabile og priserne skyhøjede, sagde Paul Jaffe, en civil elektronikingeniør ved US Naval Research Laboratory (NRL) og leder af NRL's strålede energiforskning.
Relaterede:Rumplanet X-37B: 6 overraskende fakta
Denne undersøgelse aftagne, efterhånden som brændstofpriserne faldt, sagde Jaffe. Men i 2007 hentede forsvarsministeriet stafetten. En satellitbjælke er en meget sikrere og mere effektiv måde at få strøm til en oversøisk militærbase end konvojer af brændstofbiler, sagde han. Disse lastbiler, fyldt med brændbart brændstof, kan angribes og ødelægges, hvilket risikerer deres chauffører og vagter liv. Men en mikrobølgeovnstråle passerer usynligt gennem atmosfæren uovervåget. Du kan ikke skyde på det.
Med tiden kan bjælkerne også tvinge militære droner, ligesom dem, der nu bruges til at spionere og dræbe i udlandet. Drevet af en mikrobølgeovnstråle kunne dronerne brummer uendeligt overhead uden nogensinde at skulle lande for at tanke. (Længere ned ad vejen kan der naturligvis være civile applikationer til teknologien.)
Indtil videre kan PRAM-FX ikke gøre noget af det. Men det giver NRL-teamet en første chance for at teste en nøglekomponent i en solenergisatellit i det miljø, hvor det til sidst ville fungere.
Den eksperimentelle enhed klemmer sin elektronik mellem en solarray og en bagplade, ifølge Chris DePuma, en elektronikingeniør ved NRL, der også arbejder på projektet. Solarray opsamler energi fra solen, konverterer den til en elektrisk jævnstrøm og bruger derefter denne strøm til at drive en 2,45 gigahertz-mikrobølgeovn ", som teoretisk i fremtiden ville blive transmitteret ud af en antenne, der peger mod et modtagersted," fortalte DePuma .
Til PRAM-FX's formål lander imidlertid mikrobølgeenergien på et koaksialkabel, der "dumper det ud" til et instrument, der bruges til at registrere data, sagde DePuma. NRL-forskerne vil sammenligne denne produktion med den energi, der er taget ved brug af solpanelet for at finde ud af effektiviteten af deres opsætning.
"Dette vil informere gennemførligheden og økonomien i noget som solcelle-satellitter," fortalte Jaffe .
Dette er ikke første gang, disse forskere har testet udstyret. Eksperimenter i vakuumkamre på Jorden ved hjælp af lamper til at efterligne virkningerne af den orbitale sol har givet antydninger til, hvordan PRAM-FX vil fungere. Men der er ikke noget som at være der oppe, sagde forskerne.
Den hemmelighedsfulde platform
PRAM-FX vil være en af flere forskningsbelastninger ombord på X-37B, når den lanceres fra Cape Canaveral, Florida lørdag. Det er usædvanligt: Luftforsvaret nævnte i sine foregående fem missioner ikke X-37B med videnskabelige nyttelast. I de kumulative syv år og 10 måneder i kredsløb blev der aldrig offentliggjort nogen detaljer om rumfladens nyttelast eller præcise formål.
Denne gang er der dog lidt mere information der tilbydes. Ifølge en Space Force-erklæring vil X-37B føre et "servicemodul" ud i rummet med rumflyets første nyttelast af videnskabelige eksperimenter. Det vil indsætte en satellit kaldet FalconSat-8 med nogle eksperimenter ombord, mens PRAM-FX og et andet eksperiment forbliver knyttet til X-37B.
(X-37B hører til luftforsvaret, men rumstyrken håndterer lanceringen. Rumstyrken er en kommende afdeling af militæret, der blev oprettet i december 2019 af præsident Donald Trump og tiltalt for at håndtere rumkrig.)
En vigtig fordel ved at anbringe PRAM-FX til X-37B, sagde Jaffe, er, at hans team kan drage fordel af X-37Bs kommunikationssystemer, fremdrift og andre ressourcer. Det sparer NRL-teamet besværet og udgifterne ved at indbygge alle de maskiner, der er nødvendige for, at en fritflydende satellit kan betjene. Og X-37B's kredsløb vil byde på mange forskellige solvinkler til at teste udstyret til, sagde DePuma.
Relaterede: US Air Force's hemmelighedsfulde rumplan X-37B (infographic)
Det ubearbejdede rumfly fungerer lidt som en mindre, robot rumfærge - der opsættes på toppen af en Atlas V-raket og forbliver i bane i flere måneder. Dens forrige, femte mission varede 780 dage, før maskinen gled tilbage til Jorden den 27. oktober, 2019.
NRL-forskere overvejede andre muligheder for at få PRAM-FX ud i rummet, herunder en af NASAs rumforsyningsforsendelsesmissioner, før de landede på X-37B.
"Vi udforskede en række forskellige værter som muligheder, og i sidste ende bød dette den bedste kombination af tilgængelighed for flyvning og evne til at integrere sig med - da vores eksperiment ikke er velegnet til at være sin egen satellit på grund af dets [voluminøse] dimensioner, ”Sagde Jaffe.
Dette vil ikke føre til et våben, i det mindste ifølge Department of Defense-forskere
Hvis du har spillet spillet SimCity, er du måske bekendt med et fiktivt scenarie, hvor strålen fra en sådan solcelle-satellit bliver omdirigeret og sætter ild til det omkringliggende område. Det er også nemt at forestille sig, at en orbital mikrobølgestrål bruges som et våben.
Relaterede: De 22 underligste militære våben
Selvom det måske ikke er teknisk umuligt at konstruere en katastrofesituation, sagde Jaffe, er det heller ikke sandsynligt.
”De fleste hører mikrobølgeovn og forestiller sig den ting i deres køkken, der laver mad,” sagde Jaffe.
Men mikrobølgefrekvenser bruges også i Wi-Fi og Bluetooth-systemer på din telefon, sagde han, og de er ikke i sig selv farlige. Og de er ikke en frygtelig effektiv måde at sætte tingene i brand over store afstande på, fordi de har relativt lave strømtætheder.
”En måde at tænke på strømtæthed er, hvis du går ud i solen en klar eftermiddag, du ikke vil briste i flammer ... men i det samme sollys, der ikke sprænger dig i flammer, hvis du tager et forstørrelsesglas kan bruge det til at sætte noget i brand, ”sagde Jaffe. "Ikke fordi du tilføjer energi, men fordi du koncentrerer den energi, der falder på lupen, så den falder på et meget lille punkt."
Det er ikke et realistisk scenario her, sagde Jaffe.
"For mikrobølger er det meget vanskeligt at fokusere dem på samme måde som et forstørrelsesglas fokuserer på sollys," sagde Jaffe. "Derfor har du brug for disse virkelig store antenner."
Jo større antennen du har, jo højere er strømtætheden, du kan oprette på Jorden. Men selv enorme antenner, mere end et par kilometer lang, ville kæmpe for at koncentrere strømmen til farlige niveauer fra de høje baner, der er nødvendige.
"En mikrobølgebaseret solcelle-satellit ville være meget vanskelig at våben, hvis det overhovedet kunne gøres," sagde Jaffe.
Stadig, hvis en fuld konstellation af solenergisatellitter nogensinde bliver bygget, sagde han, vil det være nøglen til at designe dem, så de ikke overskrider grænserne for mikrobølgeenergi, der allerede er indstillet af strålingssikkerhedsregulatorer for at forhindre kræft og brand.
På det nærmeste sigt, sagde Jaffe, udvikles denne teknologi til militæret. Men undervejs sagde han, at han håber, at det vil føre til en futuristisk ren strømkilde, der kan gavne alle - og give USA et nyt næsten monopol over en global energiforsyning.
- 7 teknologier, der transformerede krigføring
- Flyvende tallerkener til at kontrollere tankerne: 22 deklassificerede militære & CIA-hemmeligheder
- UFO-ur: 8 gange kiggede regeringen efter flyvende tallerkener
Oprindeligt offentliggjort den .
TILBUD: Spar 45% på 'Sådan fungerer det' Alt om plads 'og' Alt om historie '!
I en begrænset periode kan du tegne et digitalt abonnement på et af vores mest solgte videnskabsmagasiner for kun $ 2,38 pr. Måned eller 45% rabat på standardprisen for de første tre måneder. Se tilbud
Se alle kommentarer (0)