Ученые разрабатывают солнечные лазеры на основе бактерий для космической энергетики
Группа исследователей из Великобритании, Германии, Италии и Польши работает над инновационным проектом, который может изменить подход к обеспечению электроэнергией космических аппаратов. Проект APACE, финансируемый Европейским инновационным советом и Innovate UK, нацелен на использование фотосинтетических структур, извлеченных из бактерий, чтобы создать легкие и эффективные солнечные лазеры для работы в космосе.
Новые горизонты для космической энергетики
С увеличением количества спутников на орбите Земли ученые сталкиваются с необходимостью обеспечить их долгосрочное энергоснабжение. Обычные солнечные массивы, используемые для генерации электроэнергии, часто оказываются слишком громоздкими и сложными для обслуживания. «Наша цель заключается в том, чтобы использовать фотосинтетические структуры, которые можно вырастить и постоянно обновлять, не полагаясь на поставки с Земли», — пояснил Эрик Гаугер, руководитель проекта и профессор фотоники и квантовой науки в Университете Хериот-Уатт в Эдинбурге.
Принцип работы солнечных лазеров
Идея проекта заключается в том, чтобы заменить традиционные оптические элементы органическими молекулами, использующимися в фотосинтетических бактериях. Ученые исследуют, какие виды бактерий производят наиболее эффективные молекулы, а также разрабатывают искусственные антенные структуры для сравнения их эффективности. Это может привести к созданию системы, в которой солнечная энергия будет непосредственно преобразовываться в лазерный поток без необходимости в сложных электронных компонентах.
- Фотосинтетические антенны: Бактерии, обладающие способностью поглощать солнечный свет, будут использоваться для создания лазеров.
- Автономные системы: Лазеры могут быть произведены на борту космических аппаратов без необходимости в постоянных поставках с Земли.
- Экономия ресурсов: Поскольку данные системы предполагают использование материалов, полученных в космосе, это снижает необходимость частых запусков тяжелых грузов.
Прогресс исследований и будущие перспективы
В начале 2023 года проводились успешные испытания по передаче энергии из космоса на Землю с помощью микроволн. Тем не менее, проект APACE находится на стадии доказательства концепции и пока ориентирован на эксперименты в условиях, приближенных к космическим. «Мы пытаемся разработать прототип на Земле, а затем протестировать его в условиях, имитирующих космическое пространство», — отметил Гаугер.
Хотя эффективность новых систем ниже, чем у традиционных кремниевых солнечных панелей, исследователи уверены в их потенциале. «Наша задача заключается в создании архитектуры, которая не требует электроники, а сама перерабатывает солнечную энергию в лазер», — добавил Гаугер.
Будущее космических технологий
Если проект окажется успешным, использование солнечных лазеров на основе бактерий может значительно снизить стоимость и улучшить эффективность космических энергетических систем. Это не только поможет в создании более устойчивого источника энергии для спутников, но также откроет новые горизонты для исследований на Луне и Марсе, где подобные технологии могут быть использованы для питания баз и транспортных средств.