Японское управление аэрокосмических исследований (JAXA) планирует в 2026 финансовом году испытать передачу на землю электричества, полученного от солнечных панелей на орбитальном аппарате. Согласно информации издания Nikkei, если всё пройдёт удачно, это будет первый в мире полностью завершённый опыт такого типа.
Ирина Медведева
Иллюстративное фото. Источник: ИнфоТЭК
Что стоит за «Проектом Охисама»
Эксперимент под названием «Проект Охисама» (что означает «Солнце») предполагает вывод на орбиту высотой около 450 километров небольшого спутника с размахом солнечных батарей примерно в два метра. Аппарат будет отправлять добытую энергию на поверхность в виде микроволнового излучения, которое приёмная станция затем переработает обратно в электричество.
Учёным предстоит выяснить, какой должна быть площадь для размещения приёмников и как лучше их расположить. На данный момент оборудование хотят развернуть примерно в 40 километрах от префектуры Сидзуока, что в центральной части страны. Тестирование будет продолжаться несколько месяцев.
Специалисты подсчитали: генерация энергии солнечными панелями в космосе в пять раз продуктивнее, чем на земной поверхности. На неё не влияют погодные явления, а конечная себестоимость получится низкой. Если текущий эксперимент завершится успешно, JAXA намерено двигаться дальше — запускать на высокие орбиты крупные энергетические спутники с многокилометровыми солнечными полотнами.
Насколько практичной окажется передача энергии через микроволны (и будет ли она вообще оправданной), пока не раскрывается. Ранее, в 2023 году, команда Калифорнийского технологического института уже успешно транслировала микроволны из космоса на Землю, но тогда полученный сигнал не конвертировали обратно в электричество. Проект JAXA отличается от этого эксперимента именно полным циклом преобразования.
Технические вопросы и сомнения
С технической точки зрения, ключевой вызов «Проекта Охисама» заключается не столько в генерации энергии на орбите, сколько в её эффективной и безопасной передаче через плотные слои атмосферы.
Микроволновое излучение, используемое в качестве носителя, должно быть узконаправленным, чтобы минимизировать потери при прохождении сквозь облака и ионосферные возмущения. Современные фазированные решётки позволяют формировать луч с высокой точностью, однако на расстоянии в сотни километров даже небольшое отклонение способно рассеять энергию на площади в несколько квадратных километров.
Для JAXA это означает необходимость отточить алгоритмы автономной юстировки антенн спутника в реальном времени, синхронизируя их с наземной приёмной станцией.
Экономические проблемы
Экономическая сторона проекта также остаётся предметом споров. Даже с учётом пятикратного превосходства в эффективности космических панелей, стоимость вывода одного килограмма груза на низкую опорную орбиту всё ещё исчисляется тысячами долларов.
Для развёртывания полноценной коммерческой системы с многокилометровыми полотнами потребуются принципиально новые ракеты-носители многоразового использования — возможно, японская разработка H3 или международные проекты вроде Starship. Без кардинального снижения стоимости запусков «Охисама» рискует остаться исключительно научной демонстрацией, не способной конкурировать с земными солнечными электростанциями даже с учётом их ночных простоев.
Экологическая сторона - тоже под вопросом
Экологическая безопасность эксперимента вызывает повышенное внимание. Микроволновое излучение высокой плотности потенциально способно нарушать работу бортовой электроники пролетающих спутников и представлять опасность для птиц в зоне луча.
JAXA заявляет, что плотность потока мощности на поверхности будет в несколько раз ниже международных стандартов безопасности для радиочастотного излучения, а передача станет производиться только по предварительному согласованию с авиационными службами.
Тем не менее, противники проектов космической энергетики настаивают на необходимости более длительных биологических исследований, особенно в отношении возможного накопления теплового эффекта в атмосфере при масштабировании технологии.
Альтернативные способы доставки энергии с орбиты
Параллельно с японским проектом в мире нарастает интерес к альтернативным способам доставки энергии с орбиты. Китай, к примеру, разрабатывает аналогичную программу передачи электричества через лазерные каналы, которые теоретически позволяют достичь большей плотности энергии на единицу площади приёмника.
Европейское космическое агентство изучает вариант использования отражённого солнечного света с помощью гигантских орбитальных зеркал для ночного освещения и обогрева теплиц в северных широтах.
Если «Охисама» докажет полную работоспособность цикла «космическая панель — микроволны — сеть», это может стать триггером для международной гонки в области создания оптоволоконных каналов передачи энергии или более экзотических решений вроде квантовых преобразователей.
В случае успеха эксперимент открывает большие возможности
Наконец, успех эксперимента способен изменить глобальную логистику энергоснабжения труднодоступных регионов.
Представьте себе автономные военные базы в Арктике, высокогорные научные станции или отдалённые острова, получающие электричество не по кабелям и не от дизельных генераторов, а с пролетающих над ними низкоорбитальных спутников.
В долгосрочной перспективе, при появлении на геостационарной орбите стационарных платформ-ретрансляторов, любому абоненту на планете будет достаточно установить компактную приёмную антенну во дворе, чтобы иметь круглосуточный доступ к дешёвому электричеству.
Однако до этого момента японским инженерам предстоит решить ещё десятки нетехнологических проблем — от международных соглашений по использованию микроволнового спектра до страховых рисков при случайном попадании луча на городскую застройку.
НАСА также обнародовала свои "наполеоновские" планы по освоению космоса: США сосредоточатся на обитаемой лунной станции и через два года - раньше Китая - запустят миссию на Марс, используя аппарат с двигателем, которого еще нет.