Rok w powietrzu - mikrofale z ziemi zasilą drona BAE Systems

Czy mikrofalowe doładowanie z ziemi pozwoli dronom patrolować niebo przez cały rok?. Fot. Cpl. Seong Hyeon Bae, Wikimedia Commons, Public domain

„PHASA-35 już udowodnił swoją wartość w stratosferze jako tania alternatywa dla satelitów” - mówi Bob Davidson, dyrektor generalny Prismatic w BAE Systems. Brytyjska agencja ARIA przyznała 15,7 mln funtów na projekt, który ma ten solarny dron przekształcić w maszynę zdolną do całorocznych patroli, doładowywaną w locie mikrofalami z ziemi.

Bezprzewodowe zasilanie z ziemi

→ Czytaj też: Śmigłowiec NASA przekroczył barierę dźwięku na Marsie. Jak to możliwe?

PHASA-35 to wysoko latający pseudosatelita (HAPS), który operuje na pułapie ponad 20 kilometrów. W ciągu dnia czerpie energię ze słońca, ale nocą musi polegać na akumulatorach. W pobliżu równika to wystarcza. Im dalej na północ, tym dłuższe zimowe noce potrafią wyczerpać zapas energii i zmusić drona do powrotu.

W szerokościach geograficznych takich jak Europa Północna, są okresy roku, gdy światła słonecznego jest bardzo mało lub nie ma go wcale przez długi czas.

Rozwiązaniem ma być instalacja odbiornika mikrofal wbudowanego w skrzydła. Stacje naziemne wyślą wiązkę energii bezpośrednio do lecącego bezzałogowca, a ta zostanie przekształcona z powrotem w prąd dla silników i akumulatorów. Projekt finansowany przez ARIA potrwa trzy i pół roku.

Stratosferyczny robotnik

→ Czytaj też: Drony i lasery na tropie wulkanów. Nowa metoda pomiaru groźnych gazów

Konstrukcja PHASA-35 imponuje smukłością. Rozpiętość skrzydeł z kompozytu węglowego wynosi 35 metrów, a masa jest na tyle niewielka, że dron może krążyć z prędkością 90 km/h przez wiele miesięcy. Dotychczas testowano go jako platformę telekomunikacyjną i monitorującą - tanią namiastkę satelity, którą można szybko wystrzelić i utrzymywać nad konkretnym obszarem.

Dzięki nowemu doładowaniu, jak podkreśla BAE Systems, maszyna nie tylko wydłuży czas lotu, ale też uwolni masę konstrukcyjną zajmowaną dziś przez baterie. To miejsce będzie można przeznaczyć na cięższe sensory i aparaturę komunikacyjną.

Rok bez lądowania

Inżynierowie zakładają, że przy wsparciu mikrofalowym PHASA-35 utrzyma się w powietrzu nawet rok. To otwiera nowe możliwości: ciągły monitoring środowiska, stały łącznik w regionach dotkniętych katastrofami, czy zwiad dla służb granicznych. Brytyjski pomysł nie jest jedyny - wcześniej eksperymenty z przesyłaniem energii wiązką prowadziły m.in. agencje kosmiczne, ale dopiero zastosowanie w platformie stratosferycznej wydaje się bliskie praktycznego wdrożenia.

Kluczowe znaczenie ma efektywność konwersji mikrofal w prąd. Nowy odbiornik, zintegrowany ze strukturą skrzydła, musi działać sprawnie mimo zmiennej odległości i kąta padania wiązki. Sukces tego projektu może zdefiniować standard dla następnej generacji pseudosatelitów.

Więcej możliwości, mniej baterii

Davidson zaznacza, że „ten ekscytujący projekt zbada, czy możemy uczynić [PHASA-35] jeszcze bardziej zdolnym”. Dodatkowy ciężar w postaci zaawansowanej elektroniki zamiast akumulatorów pozwoli rozszerzyć wachlarz misji. Dron mógłby na przykład dostarczać szerokopasmowy internet w rejony pozbawione infrastruktury lub pełnić rolę wczesnego ostrzegania przed pożarami. Co istotne, system naziemnych nadajników będzie można rozmieścić wzdłuż planowanej trasy patrolu, tworząc sieć punktów doładowania.

Projekt wpisuje się w szerszy trend poszukiwania alternatyw dla drogich satelitów, a zarazem przekracza ograniczenia zwykłych dronów akumulatorowych. Jeśli trzyipółletni program zakończy się powodzeniem, jeszcze przed końcem dekady bezzałogowce mogą stać się stałymi mieszkańcami stratosfery.