Uzaydan 7/24 Enerji: Bilimkurgu Gerçeğe Dönüşüyor
Güneş enerjisiyle çalışan uyduların uzaydaki güneş ışığını 24 saat enerjiye çevirmesi fikri, bilimkurgu yazarı Isaac Asimov’un kurgularını andırıyor. Dış uzayda sürekli güneş alan bir istasyon düşüncesi sayesinde gece gündüz, bulutlu hava veya fırtına fark etmeksizin kesintisiz enerji sağlanabilir. Bu sayede iklim değişikliği ile mücadeleye temiz bir enerji kaynağı sunulacağı umuluyor. Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nden (Caltech) bir ekip, bu fikri pratik hale getirecek yeni bir yaklaşım geliştirdi.
Dev Antenlere Gerek Kalmadan Enerji Aktarımı Mümkün mü?
Geleneksel olarak uzaydan kablosuz enerji aktarımı çok büyük anten sistemleri gerektiriyor. Fiziksel sınırlar gereği, 36 bin km yükseklikteki bir uydu 10 GHz frekansında mikrodalga gönderdiğinde, yeryüzündeki alıcı istasyonu hedeflemek için verici antenden yaklaşık 1,6 kilometre çapında bir anten gerekiyor. Bunu inşa etmek hem teknolojik hem ekonomik açıdan zor. Yeni araştırmada bu problemi çözmek için “pasif odaklayıcı” görevi gören bir ara yansıtıcı (transmitarray) önerildi. Aktif verici antenin mikrodalga ışınını önce uzaydaki bu “mikrodalga lens”e yansıtıyor, oradan gelen enerji yeniden odaklanarak yeryüzündeki alıcıya ulaşıyor. Böylece ana verici anten çok daha küçük boyutlarda kalabiliyor ve karmaşık elektronik senkronizasyon gerekmiyor.
Küçük Uydu, Büyük Etki
Araştırmacılar ekonomik analiz yaparak sistemi inceledi. Hesaplara göre, verici anten çapı yaklaşık 1 kilometreden küçükse, bu pasif odaklayıcıyı kullanmak birim enerji maliyetini düşürüyor. Ayrıca yeryüzündeki alıcı anten alanı da küçülüyor; sınırlı alana sahip bölgelerde veya afet-kurtarma senaryolarında hızla kurulan küçük istasyonlara olanak sağlanıyor. Dezavantaj olarak, pasif odaklayıcının kendisi de kilometrelerce boyutta olabiliyor. Buna karşın, bu yaklaşım verici uyduya kıyasla senkronizasyon gerektirmeyen çok daha basit ve ucuz bir sistem sunuyor.
Laboratuvar Testleri Başarılı
Çalışmada ayrıca laboratuvarda bir prototip de üretildi. Esnek baskı devrelerle oluşturulan 16×16 bir birimden oluşan bir dizi teste tabi tutuldu. Sonuçlara göre pasif odaklayıcı kullanıldığında sinyalin tepe gücü yaklaşık 3,5 dB artıyor ve ışın genişliği %75 daralıyor. Bu sayede alıcıdaki doğrultucudan elde edilen güç 2,37 katına çıkıyor. Basit bir deney bile odaklayıcının toplanan enerji miktarını önemli ölçüde artırabildiğini gösterdi.
Temiz Enerjiye Yeni Bir Yol
Caltech ekibi, çalışmalarında bu pasif odaklayıcı sistemlerin uzaydan güneş enerjisi iletimini daha ekonomik hale getirebileceğini ortaya koydu. Bu yöntem özellikle sınırlı alana sahip veya acil elektrik ihtiyacı olan bölgelerde küçük alıcı antenlerin hızla devreye alınmasını mümkün kılıyor. Araştırma, temiz enerji sağlamak amacıyla atmosfer ötesinden güç aktarımı fikrini bir adım daha gerçeğe yaklaştırdı.
