Специалисты флагманского предприятия РОСКОСМОСА по пилотируемой космонавтике, РКК «Энергия», успешно провели уникальный эксперимент в рамках наземной отработки технологии передачи электроэнергии с одного объекта на другой посредством лазерного инфракрасного излучения.
Для проведения эксперимента была использована трасса на территории предприятия, где расстояние между излучателем и приёмником составляет 1,5 км. В процессе испытаний лазерный луч с помощью уникальной системы наведения был направлен в приёмник и успешно трансформирован в электроэнергию, использованную затем для электроснабжения другого лазера и зарядки мобильного телефона. Для визуализации эксперимента был использован зеленый маркерный лазер. При мощности лазера в 5 ватт аккумулятор ёмкостью 2000 mАh заряжается за 8 часов.
В сотрудничестве с РОСКОСМОСОМ в рамках проводимого по инициативе МГУ им. М.В.Ломоносова Всероссийского фестиваля науки велась прямая трансляция эксперимента на телеканале РОССИЯ 24.
Вячеслав ТУГАЕНКО, начальник отдела по энергетическим системам космических средств нового поколения РКК «Энергия»: «В результате первоначальных исследований пришло понимание, что мы можем провести такой эксперимент в космосе. В космическом эксперименте планируется передавать энергию с МКС на ТГК «Прогресс», который для этого будет отведен от станции на один-два километра». По его словам, создание эффективных лазерных систем открывает новые возможности при освоении космического пространства, так как позволит в перспективе передавать электроэнергию от космических аппаратов с достаточно мощными энергетическими установками на другие космические аппараты, оснащенные специальными приёмниками-преобразователями.
Подобные разработки могут найти применение и в тех сферах, где есть необходимость в использовании автономных робототехнических систем. В первую очередь – МВД и МЧС, которые регулярно задействуют роботов при ликвидации последствий стихийных бедствий, проверке объектов на наличие взрывчатых веществ и в выполнении других операций, которые могут быть слишком опасны для привлечения людей. Технологии лазерного электроснабжения позволяют значительно увеличить автономность дистанционно управляемых устройств и тем самым в разы повысить их эффективность.
Фестивали науки рассчитаны на самую широкую аудиторию – здесь понятным и доступным языком рассказывают обществу, чем занимаются ученые, как научный поиск улучшает качество жизни, какие перспективы он открывает современному человеку. Инициатор проведения фестивалей науки в России – МГУ им. М.В.Ломоносова. Первый в России Фестиваль науки был проведен в 2006 году по инициативе ректора МГУ, академика Виктора САДОВНИЧЕГО. Мероприятия фестиваля за три дня посетили более 20 тысяч человек. Успех первого Фестиваля науки убедил в необходимости проведения подобных мероприятий ежегодно. В 2007 году при поддержке правительства Москвы Фестиваль науки стал общегородским мероприятием, а в 2011 году Фестиваль науки получил статус Всероссийского и с тех пор проводится под эгидой Министерства образования и науки РФ.
Комментарии
Есть у кого-нибудь нормальный источник по этой теме? ПО технологии
Вот пожалуйста
Меня больше интересует, какой КПД подобной передачи? Конечно есть потери на преобразовании и на передаче и т.д. Но насколько процесс эффективен?
P.S. Посмотрел видео - 60% в атмосфере! Круто, в космосе будет сильно лучше. Браво ребятам!
нет, 60 - это только КПД приемника по их словам. Хотя что-то мне подсказывает, что они не совсем корректные цифры выдают.
При этом у них еще и длина волны 1064нм, то есть кремниевые фотоэлементы не годятся. Ну и у лазера в лучшем случае 30% кпд. А скорее всего, 3-5% (пример лазера тут 2 Вт мощность, а потребляет 60 Вт).
На атмосфере потерь практически нет. Потери только на коллимирующей оптике. То что у них пятно дергается - это не из-за атмосферы, а из-за вибрации выходящего луча по углу (от здания, на 6-м этаже такие вибрации намного выше, чем на земле).
40 Вт выдано лазером, 2Ач*3,7Вт=7,4 Вт получено батареей. КПД 18,5%.
С учетом КПД лазера в лучшем случае 30% получаем вообще неприличные 6% КПД всей установки.
Даешь электромобили!?)
Это для космоса.
с космосом проблема наведения встанет) там же все движется...
Вот в космосе как раз никаких проблем с наведением.
Вот скажем телескоп Хаббл - снимки даленных уголков вселенной делает с экспозицией в несколько часов и при этом четко смотрит в одну точку пространства.
Нет, даешь большой орбитальный лазер заряжающийся от большого поля солнечных батарей который скидывает энергию на Землю. Ну а если че то и какой нить Фашингтон можно поджарить))))))
любопытны конечно потери в атмосфере, при различных длинах волн
Все хуже.
Как хитро написано - хрен посчитаешь КПД.
Ну возьмем типовой для телефонных аккумуляторов вольтаж 3.7В. Тогда в среднем для зарядки требуется чуть меньше 1Ватта. Что в принципе соответствует мощности зарядных устройств на такой аккумулятор.
Так что КПД - не более 20%. При этом еще не указано, 5Ватт - это входная или выходная мощность лазера, т.е. КПД может оказаться вообще около 5%. В любом случае про большие мощности пока можно забыть.
Всё вы правильно подсчитали. На одном конце - фонарик, кпд от источника не более 20%. На другом - фотоэлемент, тот же кпд. Результат около 4%. Лазер нужен только затем, чтобы повысить направленность на дальних расстояниях, ну и подулучшить кпд приёмника, поскольку излучение 1 микрон лупит точно в зону кремния и улучшает вторые 20 процентов до 30, и общий кпд до 5.
Фонарик и солнечная батарея.
Если я не ошибаюсь, у кремниевых фотоэлементов как раз область пропускания за 1000 нм начинается. И эффективность кремниевых элементов сильно падает после 800-900 нм.
Вот тут кое-что про это есть о разработках фотоприемника для РКК
https://xpir.ru/external/downloads/conference2015/14.604.21.0089-Present...
по ошибке!
а что необычного в этом?
Все, что соответствует известным законам физики необычным не является. Но с другой стороны не все обычное можно реализовать. Например ничего нет необычного в полете на Марс или термоядерной электростанции. Но ни того ни другого не реализовано.
///Например ничего нет необычного в полете на Марс
Слово "человека" забыли )) А всякой автоматики на Марс действительно уже слетало изрядно, так что это дело это и обычное, и реализованное.
Ну да, так и есть забыл.Но Вы догадались и другие догадаются.
Круто, чё, туристы смогут айфоны на орбите заряжать
Да, наконец-то эти конструкторы овладели айфоном
По моему, заголовок немного не верный: энергию передавать давно уже научились, а вот принять её и преобразовать - совсем иное дело.
Ага,и с грамматической ошибкой: по передаче.
Ну не умеют наши клипы снимать и оформлять антураж для привлечения инвесторов.
Ну вот, решена проблема с нахождением ядерного реактора на борту космического аппарата.
Одна из серьезных проблем - экранировка. Получаем ядерный реактор отдельно, жилой и рабочий модули отдельно.
Ну если речь о жилом модуле за пределами магнитного поля Земли, то скажем 1 метровый слой титана защитит жилой модуль не только от солнечного ветра, но и от излучения ядерного реактора за пределами этого модуля, в качестве бесплатного бонуса, так сказать.
Как-то раз, увидав на улице стальной лист 1.5 м на 2 м толщиной 10 см, прикинул его вес и осознал, что он весит 2,2 тонны. Кто вам закинет столько титана, сколько вы указали, на орбиту - вопрос вопросов. Пусть он даже и легче стали в полтора раза.
Это для примера. Смысл комментария, в том, что жилой модуль за пределами магнитного поля Земли нужно защищать от радиации. Как - пока не очень ясно.
В хорошем вопросе содержится половина ответа. Также, как и планета защищает нас от радиации - магнитным полем.
О магнитом поле расскажите нейтронному излучению))))
Но ведь луна находится за пределами магнитного поля земли )))) и ничего, пендосы "летали" без последствий )))
Так это как раз главное сомнение, летали-ли?
Не летали. И сейчас не могут.
Вы знаете сколько они наврали себе космонавтов, побывавших на Луне?
Думаете один - Нил Армстронг? Ошибаетесь! 12 человек, и все из США!
Вот уж действительно расчёт на то, что чём грандиознее ложь, тем легче в неё должны поверить.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA_%D0%B...
В перспективе закидывать металлы в космос - это, конечно, неправильно. Их надо там добывать, перерабатывать. Там же полно всяких астероидов, метеоритов и пр. Причем получаться такие металлы будут более качественными и в итоге дешевле. А потом уже отправлять на Землю.
это просто подло по отношению к потомкам - лишать их металла выкидывая его в космос.
много-то много- но не все они металлические и не так уж часто они летают возле земли)))
Да, действительно. Проблема передачи решена. Только вот для космоса пара моментов не учиено.
1. Эффективность передачи с десяток процентов. Как и куда отводить тепло оставшихся 90%. Мы ведь в космосе.
2. Лазер на 5 Вт это не мало. На 5 кВт - это примерно передел. Каким количеством лазеров надо обойтись, чтобы передать энергию от ядерного двигателя.
3. Фотоны имеют импульс. Что не удетать от двигателя, надо как-то тормозить это импульс. То есть связывать механически двигатель и блок где живут. Не проще ли про проводу тогда передавать энергию?
Серьезные возражения. Против физики не попрешь
Технология нужна для подзарядки пролетающих мимо спутников с орбитальной ядерной электростанции. Связанные блоки действительно лучше питать по проводу.
По- моему решающее в этом чуде-зарядили мобилу.Недавно прочитал о эксперементе, при котором современных вьюношей оставили на несколько часов без этого барахла.Так у многих начинались нервные срывы и другие аномалии вплоть до не хорошего.Так что годится.
передаче
Ещё нужен эксперимент по передаче авторам публикаций элементарной грамотности.
Это скорее опечатка, чем ошибка.
И какой же КПД ?
А давайте подсчитаем.
Обычно напряжение аккумулятора для сот. телефона 3,7 вольта. Следовательно энергия аккумулятора W(Вт*час)=2 (А*час)*3,7=7,4 Вт*час. А значит подводимая мощность 7,4 Вт*час/8 час = 0,93 Вт.
Мощность лазера 5 Вт. КПД по отношению к лазеру 0,93/5 = 0,19, учитывая , что КПД самого лазера около 30% общий КПД = 0,19 * 0,3 =0,057 ~ 0,06 Т.е. суммарный КПД около 6%.
я думаю, еще кпд зарядного устройства аккумулятора надо учесть. там же часть подводимой для зарядки энергии в тепло уйдет.
в любом случае описание эксперимента очень странное. как уже отметили, большая наша проблема в неумении сделать правильную презентацию даже успешных достижений. это касается и ученых, и предпринимателей
Так вроде шпиёны уже с 70-х годов используют микроволновую зарядку своих девайсов.
лазер 5 Вт? Есть на Алиэкспрессе... Батарейка на 2000 мАч? Недавно и на 3000 видел) О сколь-нибудь приемлемых объемах энергии речь пока не идет... Да и насчет приемлемого КПД сомневаюсь... Хотя по проводу от USB недавно заряжал пару батареек часа за 4...
Сразу вспомнился Никола Тесла..
Интересно. Яд реактор на орбите, через лазер запитывать ионник = челноные реисы до луны не таща на себе огромную масу с запасами топлива
Страницы