Выделите текст, чтобы комментировать.
Амбициозные планы по созданию дата-центров в космосе
Амбициозные планы по созданию орбитальных центров обработки данных (ЦОД) и космических заводов сталкиваются с актуальной проблемой — обеспечением достаточного количества энергии. Будущие инженерные решения — в создании «орбитальной энергетической сети» с использованием спутников для сбора солнечной энергии, преобразования её в лазерный луч и передачи на другие космические аппараты.
А пока наземные испытания технологии передачи энергии аппарата Star Catcher показаны на иллюстрации ниже.
Спутники разрабатываемого модельного ряда уже называют ласково «ловцами звезд» и «энергетическими узлами». Они предназначены для концентрации рассеянного солнечного света посредством концентрации светового потока массивом линз и последующего преобразования энергетического пучка в лазерный луч с помощью электронной установки оптического квантового генератора (ОКГ). Сформированный основной поток — модулированный полезным сигналом «лазер» затем можно направлять на другие космические аппараты (КА). На приёмном устройстве соответственно задействуют электронный демодулятор и получают «чистый» переданный на расстояние поток цифровых данных.
Таков путь к запуску новой орбитальной энергосистемы.
Разработчики компании Star Catcher предложили разделить функции для разных устройств. Спутники будут работать с функционалом «энергетических узлов» – собирать энергию излучения солнца, преобразовывать её в лазерное излучение и направлять сгенерированный луч на другие космические аппараты. Принципиально система напоминает передачу энергии по беспроводной линии, только вместо электромагнитной индукции или микроволнового излучения используется направленный лазерный луч с оптимизированной длиной волны.
Ранее, в 2025 году компания Star Catcher уже протестировала ключевые компоненты технологической платформы, включая передачу рекордных 1,1 кВт на солнечные панели в Космическом центре имени Кеннеди НАСА.
Затем последовало космическое тестирование ПО для отслеживания КА (спутников). Световой поток преобразуется в электрическую энергию с помощью солнечных панелей. Для питания мощных космических энергосистем потребуется масштабирование технологии на более высокий уровень.
Проблемное поле
Каждое крупное приложение, движущее космическую экономику — от разведки в режиме реального времени для обеспечения национальной безопасности до орбитальных вычислений на основе искусственного интеллекта и наблюдения за Землей — ограничено энергопотреблением.
КА типично используют солнечные батареи и аккумуляторы для питания, однако жёсткие ограничения по массе ограничивают количество полезного оборудования, которое можно доставить непосредственно на космические орбиты.
Не менее сложной задачей является тепловой режим. Часть энергии неизбежно теряется при преобразовании солнечного света в лазерное излучение и затем обратно в электрический ток. Энергетические потери превращаются в тепло, которое в вакууме космоса придётся технически «отводить» (охлаждать) только излучением.
В условиях космоса всё электронное оборудование должно сохранять работоспособность в течение многих лет под воздействием радиации, вакуума и циклических температурных нагрузок.
Есть и другие технические ограничения. Лазерный луч необходимо точно навести на движущуюся цель, удерживать на ней и безопасно передавать энергию. Для этого нужны высокоточные системы обнаружения и сопровождения.
Текущие проблемы и перспективы развития проекта
Пока мощность, которую удалось передать на расстояние на Земле, ниже необходимой для энергопитания крупного КА. Проблемы точного отслеживания целей, управления тепловыделением и создания радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), способного работать в космосе годами решаются разработчиками компании Star Catcher в рабочем порядке.
В будущем систему электропитания спутника не обязательно ремонтировать при запуске, так открывается много новых возможностей для космической отрасли.
Помимо продления срока службы прежних КА, фотоэлектрические (солнечные) панели и АКБ которых пришли в негодность, новая технология позволит производителям устанавливать на новые спутники аккумуляторы и солнечные панели меньшего размера, освобождая место для другого оборудования. Таким образом, проект будет масштабироваться, а его функционал развиваться.
Коммерческий интерес к этому проекту уже сегодня значителен. Следующее поколение спутников той же компании разрабатывают для передачи на другие КА через расстояния в разы большей мощности.
Однако, главный технический вопрос пока не решен: может ли мощный передатчик электроэнергии с помощью лазерного генератора в космосе стать дешевле и эффективнее, чем просто запуск дополнительной солнечной панели и аккумуляторов вместе с самим спутником? Или орбитальная «электросеть» окажется технологически впечатляющей, но экономически нерентабельной, сиречь избыточной системой?
А что вы об этом думаете?
