우주 태양광 발전소의 세계 최초 마이크로파 에너지 전송 실험 성공

이른 아침, 지상에서 360킬로미터 상공에 위치한 '희하(羲和)' 실험 위성에서 보이지 않는 5.8GHz 전파 빔이 정확히 북서쪽 사막으로 발사되어 지상 수신 배열의 50평방미터 LED 매트릭스를 밝혔습니다. 이 12분간의 대기권을 통과하는 에너지 전송 시험은 인간이 처음으로 우주 태양광 발전소의 에너지 순환 고리를 달성했음을 의미하며, 우주 에너지의 상업화에 있어 역사적인 한 걸음입니다.

기술적 돌파구: '에너지 무지개'가 과학 소설에서 현실이 됨

중국 항천 과학 기술 그룹과 UAE MBR 우주 센터가 주도한 이번 시험은 세 가지 핵심 기술을 극복했습니다:

초경량 태양광 배열: 박막 페로브스카이트-갈륨 아르세나이드 스택 구조 셀은 42%의 광전 변환 효율을 달성하며, 비중 대비 출력 밀도는 3kW/kg에 달해 국제우주정거장의 태양광 패널보다 15배 더 높습니다.

마이크로파 집속: 128개의 위상 배열 송신 모듈이 '에너지 렌즈'를 형성하여 이온층 교란 상태에서도 마이크로파 빔 발산각을 0.1도 이내로 제어하며, 지상 에너지 밀도 변동은 5% 미만입니다.

대기透過: 5.8GHz 주파수 대역을 사용하여 구름과 비를 통과하며, 사막 폭풍 날씨에서도 83%의 전송 효율을 유지하고, 지상 수신 전력 변환 효율은 62%에 도달합니다.

미래 비전: 24시간 "에너지 산소관"

북서부 사막 수신역에서 공학자들이 2세대 수신 장치인 박막 정류 안테나를 디버깅하고 있다. 이 안테나의 크기는 단지 휴대폰만 하다. 프로젝트팀은 2030년까지 세 가지 큰 발전이 이루어질 것이라고 밝혔다:

에너지 밀도: 지상 수신 전력이 20kW/m²로 증가하여 전기차 배터리를 1kWh 충전하는데 단지 7초가 걸릴 것이다.

궤도 네트워크: 세 개의 발전소가 적도 상공 3만 6천 킬로미터 지점의 정지궤도에 배치되어 전 세계 98%에서 24시간 전력을 공급할 수 있도록 한다.

비용 혁명: 재사용 로켓은 발사 비용을 kg당 200달러로 줄일 것이며, 우주 전기 가격은 kWh당 0.05달러까지 하락할 것으로 예상된다.

「저궤도가 에너지 위성으로 가득 찬다면 인류는 완전히 정전과 작별할 것이다.」 캘리포니아 공과대학의 스페이스 에너지 연구소 소장인 사라 존슨은 이렇게 예측했다. 「이것은 단순한 에너지 혁명에 그치지 않고, 문명 수준의 도약이다.」