Hemmeligt rumfly tester sci-fi drøm om at beame energi til Jorden

Naval Reasearch Lab (NRL) har arbejdet med flere prototyper, men har sendt sandwich-konstruktionen (tv) i rummet. Illustration: U.S. Navy

En gigantiske rumstation i kredsløb, der omdanner solenergi til mikrobølger og sender energien ned til planeter i nærheden. Sådan forestillede sci-fi forfatter Isaac Asimov sig en mulig teknologi, da han tilbage i 1941 drømte om fremtiden. I lørdags blev et eksperiment sendt i rummet, der skal teste netop den teknologi.

Eksperimentet blev noget overraskende sendt op med det amerikanske rumfly X-37B, der ellers kun flyver tophemmelige missioner i lave kredsløb om Jorden. X-37B har fløjet flere missioner, der typisk varer mere end et år. Flyet ligner en mini-udgave af rumfærgerne, men er ubemandet og bruges af militæret til test af teknologier i rummet. Missionerne er altid hemmelige, bortset fra i år, hvor militærets forskningsenhed Naval Reasearch Lab (NRL) altså tester mikrobølgeteknologi i rummet.

X-37B før opsendelsen med en Atlas-raket fra Cape Canaveral Illustration: Boeing

Opsendelsen sker i et samarbejde med det nye amerikanske værn, Rumforsvaret, eller Space Force. Hverken Rumforsvaret eller Forsvarsministeriet giver dog mange detaljer om mikrobølgeteknologien i deres pressemeddelelser, men forskere fra NRL har været ret åbenmundede i flere videnskabsmedier.

Navnet på det nye mikrobølgeeksperiment er PRAM-FX og består af en lille kasse, der i størrelse og udseende minder meget om en pizzabakke, skriver Space.com. Kassen består af en slags sandwichkonstruktion med solpaneler på en side og en konverter i midten, der konverterer solenergi til jævnstrøm og skaber en 2,45 GHz mikrobølge. For at undgå interferens med de andre teknologier ombord på X-37B har forskerne ikke fået mulighed for at sende energi ned til Jorden, men måler i stedet outputtet i en ledning på bagsiden af kassen. Og nej, det er ikke store mængder energi vi taler om i denne omgang. Men det vil komme på sigt, lyder det fra forskerne fra NRL der tidligere har testet lignende systemer på jorden, men aldrig i rummet.

Læs også: USA’s mystiske militær-rumfly X-37B lander efter 718 dage i rummet

»Det er et stort skridt fremad,« lyder det fra ledende elektronik-ingeniør på projekt hos NRL, Paul Jaffe til Wired.

Paul Jaffe har arbejdet på mikrobølgeteknologien for NRL siden 2014 og det opsendte design er netop udformet sådan, fordi det skal være skalerbart. Hvis en slags rumstation i fremtiden skal beame energi til jorden eller andre fartøjer, så kræver det nemlig en voldsom stor konstruktion. NRL´s afdeling for rumrobotter arbejder med et koncept for en satellit med en kilometerlang række af solpaneler. Tanken er at sende moduler i stil med “pizzabakkerne” op og lade robotter samle dem i rummet. Men udover den åbenlyse udfordring ved den operation, så skal forskerne have styr på, om kasserne overopheder for meget. Solpanelerne bliver nemlig op til 148 grader celsius, og elektronikken bag skal operere nogle få grader over det absolutte nulpunkt.

Kineserne også på vej med mikrobølgeteknologi i rummet

Militæret har tidligere haft stor interesse i at udvikle teknologier til at beame energi ned fra rummet. Teknologien vil nemlig gøre det muligt at sende energi til alt fra flyvende droner, køretøjer og landanlæg døgnet rundt og fjerne afhængigheden af fossile brændsler. Flere eksperimenter på Jorden har også vist, at teknologien virker, blandt andet i 1975, hvor Energiministeriet i samarbejde med NASA beamede 30 kilowatt over en afstand på en mil (1,6 km).

Læs også: Se teknikere i beskyttelsesdragter tage imod spionflyet X-37B

Efter 70'erne faldt interessen dog for mikrobølgeteknologier, blandt andet på grund af faldende priser - og stigende effektivitet - på solpaneler. Indtil for nylig. De seneste år har militæret nemlig fået øjnene op for “beaming”-teknologier - herunder især laser - til at sørge for konstant forsyning af energi til droner. Op gennem 80’erne har USAF testet teknologien på små droner, og i 2018 demonstrerede DARPA, at teknologien var klar til flyet Silent Falcon.

Men laser skudt op til droner fra landjorden er én ting. En helt anden og mere lokkende teknologi er stabil forsyning fra rummet. Og her kommer mikrobølgeteknologien ind i billedet, der ifølge NRL også kan levere energi til satellitter og rumfartøjer. Samme udmelding har tidligere lydt fra det kinesiske rumfartsbureau, der også eksperimentere med mikrobølgeteknologier. Landet har meldt ud, at de kan have et fuldt fungerende system klar til deres rumstation i 2050.

NRL´s mikrobølgeeksperiment er ikke det eneste offentlige eksperiment ombord på det ellers hemmelige X-37B. NASA har to eksperimenter med, der skal teste effekten af stråling på frø. US Air Force Academy har også fået lov at bruge flyet til at opsende en mindre forskningssatellit.

Emner : Rumfartøjer
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Jeg tror ikke på idéen. Mikrobølgerne vil spredes inden de når jorden, og det er umuligt at lave noget udstyr, som samler energien effektivt op. Et system bestående af solceller - endda transporteret ud i rummet - og omsætning til mikrobølger, mange mange kilometer ned igennem atmosfæren, og så ramme en bestemt antenne, er ganske enkelt umuligt. Tabene er store, omkostningerne er enorme, og det samlede tab over så stor afstand, bliver større end den fordel der er ved at have solceller i rummet.

Som Svend antyder, er der måske også risiko for, at teknologien kan anvendes som våben. Umiddelbart virker dog umuligt at enegien kan blive stor nok.

Endeligt er risiko for, at mikrobølger kan påvirke ionosfæren og klimaet. Og der er blevet påstået, at der har været en sammenhæng mellem øget mikrobølgestråling i atmosfæren, og nært forstående store katastrofer.

  • 3
  • 8

Da jeg var soldat ved et Hawk batteri fik vi besked på ikke at stille os i udstrålingsretningen fra High Power radarantennen, hvis vi ikke ville have "sjove børn". Nu skal vi også til at passe på "øjet i det høje" :( .

  • 1
  • 1

I en bog der hedder Microwave Technology af Dennis Roddy fra 1986, beskrives et projekt, som stammer fra 1973. Her vises et geostationært system, hvor solceller med et areal på 97 km^2 driver en mikrobølgegenerator og en antenne med en diameter på 1 km. Systemet har en effekt på 10 Giga-Watt og modtagerantennen skulle placeres ved ækvator med en diameter på 7,4 km. Effekten ved jordoverfladen ville blive 870 Watt pr.m^2, men det største problem i hele "balladen" er følgende : senderen i rummet skulle bestå af 2 millioner 5 KW. CFA's (crossed-field amplifier tubes), som skulle arbejde på 10 cm. bølgelængde (3 Gigahertz). Man kan godt gætte, hvorfor dette kun er blevet til en idé og ikke ret meget mere !

  • 1
  • 0

Da jeg var soldat ved et Hawk batteri fik vi besked på ikke at stille os i udstrålingsretningen fra High Power radarantennen, hvis vi ikke ville have "sjove børn". Nu skal vi også til at passe på "øjet i det høje" :( .

Det vil helt sikkert blive gjort på en måde, der er ufarlig for mennesker, hvis det nogensinde bliver til noget.

Mon ikke det var smartere at anbringe solcellerne hernede på jorden?

I det korte løb; jo. Men bliver det muligt at sætte dem i et relativt tæt omløb om solen i stedet, kan du udvinde væsentligt mere energi. Kun omkring en milliardenedel af solens energi rammer nemlig jorden, så der er en del mere at tage af derude.

  • 3
  • 1

Vi kan da rame et spejl på månen med en laserstråle og vi kan kommunikere med et rumfartøj på den anden side af Jupiters omløbsbane så "umuligt" er det ikke.

Det er to forskellige ting. Bølgelængden er afgørende for, hvor godt du kan fokusere energien. Der er langt bedre muligheder for at skyde gråspurve fra rummet med laserlys, end det er at sende energien til jorden med mikrobølger. Det som Steen Jensen skriver er korrekt - og elektromagnetismens love bliver ikke ændret. Det bedste forslag er nok en laser i det synlige område, da dette lys forholdsvis nemt smutter igennem atmosfæren, og vi kan ramme præcist. Ellers skal vi have store antenner i rummet. I mikrobølgeområdet kan disse udformes som tusinder af sattelitter over et enormt område. Mikrobølgerne vil dog ikke kunne undgås at blive spredt over et stort område. Antager vi, at der kun er en sender, så vil mikrobølgerne spredes over et stort område. Dette område bliver ikke mindre, når der er to. Men, det vil have et område, hvor der opnås særligt stor energi. Er der mange kan man opnå en særlig stor energi hvor den fokuseres. Men, der vil stadigt være en stor del af energien der ikke kan modtages. Det kan hjælpe, at også placere mange mikrobølgemodtagere på jorden. Men stadigt, rammer en stor del jorden, og bliver absorberet af jord, vand og andre materialer. Det er ikke en realiserbar løsning. En løsning med mange lasere i det synlige område, der kommunikerer sammen i rummet, så fasen kan styres, kan også fokusere energien, og det har været diskuteret i forbindelse med SDI. Men, det kan stadigt ikke undgås, at der opstår dødszoner, hvor energien er så kraftig, at alt går i brænd.

Mikrobølger fra rummet kan måske være interessant i mange andre sammenhæng. Selv en ganske lille stigning af temperaturerne kan have enorm betydning indenfor kaos teorien - og mulighed for kontrol af vejret. Og måske kan fugle og bierogså mærke en forhøjet stråling, og derved kontrolleres. Dette er MERE realistisk, end at få overskud ved at sende sollys fra rummet til jorden via mikrobølger.

  • 1
  • 0

Men bliver det muligt at sætte dem i et relativt tæt omløb om solen i stedet,

Medmindre du vil have modtagerstationer hele vejen rundt om Jorden, bør satellitterne være i geostationære kredsløb.

Hvor meget af energien når tilbage til Jorden?

Det er for sagen irelevant - afstanden til månen er mange gang større - det er brugt for at vise at vi rent faktisk kan ramme præcist gennem atmosfæren på store afstnde

Nej det er ikke irrelevant. I forhold til månespejlet, er det ligegyldigt om "lyspletten" fra laserstrålen er blevet kilometerbred. Bare spejlet returnerer tilstrækkeligt mange fotoner tilbage til Jorden.

Det vil være en stor udfordring, ikke alene at fokusere, men også ramme jordoverfladen præcist med mikrobølgestråler. Sendt fra 36 tusinde kilometers højde.

  • 2
  • 0

Medmindre du vil have modtagerstationer hele vejen rundt om Jorden, bør satellitterne være i geostationære kredsløb.

Flere modtagere er nok et must, om intet andet så for at sprede belastningen på netter. Der er en række mulige løsninger på det, f.eks. et stort antal satelitter i kredsløb som modtager og omdirigerer energien til et passende antal modtagere på jordoverfladen. Men der er helt klart nogle uløste problemer endnu, ellers var vi jo igang med at bygge.

At have solcellerne i geostationært kredsløb ville lidt ødelægge pointen. Du ville ikke få meget ekstra energi, men omkostningerne ville stadigvæk eksplodere.

  • 0
  • 0

Hvis det er Jordens opvarmning via CO2 man vil modvirke, var det nok meget billigere at anbringe store spejle i ørkner, der kaster sollyset tilbage. Men det er nok for enkelt. Det er ikke teknisk nok til at få støtte.

  • 3
  • 0

Ud fra et energisynspunkt er umuligt at hamle op med den energi som solen leverer på et varmt sted på jorden. Og den kræver kun solceller.

  • 0
  • 1

Disse sol paneler må forventes at være geostationære, så de ikke befinder sig på den modsatte side af jorden flere timer i døgnet, uden at kunne sende energi til modtageren. Kan det lade sig gøre at spore alt der flyver oppe i rummet, så strålen slukkes hver gang der flyver noget forbi? da man må forvente at normale sattelitter, rumfærger, rumstationer, vil ramme strålen en gang i mellem, da de befinder sig lavere og hurtigere rundt om jorden og vil være praktisk talt umulige at styrre udenom strålen. Dertil kommer der også alle de fly, der vælger at flyve med ukendte eller slukkede transpondere, så luftrums personalet ikke kan guide dem udenom strålen.

Der er vel også et stort kølings problem i begge ender, med den voldsomme effekt der skal sendes, hvis det skal være mere effektivt end lokal sol energi. Gætter på energien på at sende alt det op, vil kræve at der som minimum opfanges 10.000-1.000.000 gange mere energi på samme overflade i forhold til normal solenergi, ellers kunne man jo bare købe solpanneler for alle de penge, der bruges på at sende rum rakketter ud med sol paneler.

  • 0
  • 0

Sammenlignet med solceller, der over et døgn giver ca 50W i middel pr kvm, så skulle dette apparat i rummet kunne sende 100W/kvm ned til en given overflade på Jorden 24 timer i døgnet.

  • 1
  • 0

bygget ovenpå samt mellem en ring af mega-by tårne, som rager 2 km over jord overflade og dermed undgår en hel del skydække.

Man får koncenteret forbruget af energi, der, hvor den produceres og undgår i stort omfang oplagring. Desuden nedsætte behovet for transport og man kunne måske endda give andre dyr lov til at leve på planeten, hvis menneskene blev koncentreret nok i megabyerne.

En drøm, men måske en god en. I hvert fald bedre end det mareridt vi bevæger os mod p.t..

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten