Rekor Baru Tiongkok dalam Transmisi Energi dari Luar Angkasa

Diedit oleh: Nataly Lemon

Rekor Baru Tiongkok dalam Transmisi Energi dari Luar Angkasa-1

Tim dari Universitas Xidian di Xi'an telah mencapai terobosan besar dalam transmisi daya nirkabel: mereka berhasil menyalurkan daya sebesar 1.180 Watt sejauh lebih dari 100 meter menggunakan pancaran gelombang mikro dalam uji coba darat proyek "Zhuri" ("Mengejar Matahari"). Dalam pengujian tersebut, efisiensi transmisi "arus searah ke arus searah" (DC-to-DC) tercatat sebesar 20,8 persen, sementara efisiensi pengumpulan pancaran mencapai 88 persen—angka-angka yang menunjukkan kemajuan pesat dalam teknologi ini.

Hal yang membedakan pengujian ini adalah transisi dari transmisi target tetap ke sistem dinamis yang mampu menyuplai daya ke beberapa objek bergerak secara bersamaan. Inovasi ini sangat krusial untuk aplikasi praktis, mengingat satelit dan kendaraan di darat terus berubah posisi secara konstan. Dalam uji coba terpisah, sebuah drone yang terbang dengan kecepatan 30 km/jam pada jarak 30 meter menerima daya stabil sebesar 143 Watt—sebuah indikator bahwa sistem mampu mempertahankan akurasi bidikan pancaran meskipun target bergerak. Instalasi ini mencakup cermin berdiameter 4,8 meter pada menara setinggi 75 meter, panel surya, konverter gelombang mikro, serta antena penyearah (rectenna) yang dikembangkan oleh tim pimpinan Duan Baoyan dari Akademi Teknik Tiongkok.

Sebagai perbandingan, pada tahun 2022 ketika sistem verifikasi penuh pertama di dunia (dari konsentrasi cahaya matahari hingga pemulihan listrik di penerima) diselesaikan, efisiensinya hanya mencapai 15,05 persen. Peningkatan efisiensi sebesar sepertiga dalam riset selama empat tahun terakhir ini menunjukkan kemajuan ilmiah yang terakselerasi—meskipun jalan menuju orbit masih sangat panjang.

Untuk memahami besarnya tantangan yang ada: jarak menuju orbit geostasioner pada ketinggian 36.000 kilometer adalah jutaan kali lebih jauh daripada uji laboratorium sejauh 100 meter. Diperlukan pembesaran ukuran antena penerima dan pemancar hingga puluhan atau ratusan meter, memastikan akurasi bidikan pancaran melalui atmosfer yang bergejolak sejauh ribuan kilometer, meningkatkan efisiensi sistem secara signifikan, serta menyelesaikan masalah krusial terkait keandalan dan daya tahan di lingkungan luar angkasa. Biaya dan jangka waktu pengerjaan stasiun orbit ini belum ditentukan, meskipun Tiongkok secara resmi menargetkan tahun 2030 untuk uji coba skala megawatt pertama di luar angkasa.

Prinsip kerja sistem ini terdengar sederhana di atas kertas, namun sangat sulit untuk diimplementasikan. Cermin mengonsentrasikan cahaya matahari ke panel silikon untuk menghasilkan arus searah; kemudian konverter solid-state mengubahnya menjadi gelombang mikro pita sentimeter yang difokuskan menjadi pancaran sempit dan diarahkan ke penerima. Di sisi penerima, antena penyearah khusus mengubah gelombang radio kembali menjadi listrik. Gelombang mikro dipilih bukan tanpa alasan: gelombang ini mampu menembus atmosfer bumi dengan kerugian energi yang lebih kecil dibandingkan radiasi inframerah atau cahaya tampak, yang merupakan faktor kritis bagi transmisi energi dari antariksa ke Bumi.

Proyek ini bersandar pada arsitektur OMEGA yang diusulkan oleh tim Duan Baoyan pada tahun 2014. Arsitektur ini memanfaatkan prinsip konsentrasi cahaya matahari secara sferis dan desain modular—di mana komponen-komponennya dapat dirakit di luar angkasa layaknya mainan bongkar pasang. Versi terdistribusi dari OMEGA yang dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir berhasil mengatasi masalah skalabilitas dan mencegah terjadinya titik kegagalan tunggal pada struktur orbit tersebut.

Pencapaian ini mengonfirmasi adanya kemajuan nyata dalam verifikasi darat untuk komponen individu, namun bukan berarti stasiun orbit komersial sudah di depan mata. Tantangan teknik utama—seperti memperbesar skala antena hingga ratusan kali lipat, mengendalikan pancaran menembus atmosfer pada jarak yang sangat jauh, meningkatkan efisiensi seluruh sistem secara global, serta memastikan keandalan di lingkungan luar angkasa—masih belum terpecahkan. Dibandingkan dengan pengujian darat tahun 2022, peningkatan energinya memang terlihat jelas, tetapi ini hanyalah satu tahap dalam perjalanan panjang yang masih harus ditempuh. Pertumbuhan efisiensi yang spesifik pada jarak seratus meter menunjukkan bahwa pengembangan setiap mata rantai sistem terus maju, namun integrasi semuanya menjadi satu sistem orbit tunggal akan memerlukan terobosan teknis yang saat ini belum bisa diprediksi.

8 Tampilan

Sumber-sumber

  • The Chinese scientists hoping to use a space solar plant to power the world

  • China hits new milestone in space solar power project - Xinhua

  • China Reports Major Breakthrough in Space Solar Power Technology - TechRepublic

  • China Group Announces Successful Test of Space-Based Solar Power - PowerMag

  • China's Space Solar Power Mission - Outlook Business

  • China's solar space station: A game-changer in renewable energy

  • Chinese university completes space-based solar power ground test facility - SpaceNews

  • China hits new milestone in space solar power project - CAE

  • China hits new milestone in space solar power project - People's Daily

  • Researchers Perform Space-Based Solar Power Multi-User Transmission Test

  • China looks set to build space solar power station - En.ncsti.gov.cn

  • China's Zhuri Project Advances Wireless Energy Transfer - D.T. Multi Tech

  • China hits new milestone in space solar power project - Global Times

  • China looks set to build space solar power station - China.org.cn

  • China is Beaming into the Space-Based Solar Power

  • China makes breakthrough in space solar power and wireless energy transmission

  • China hails latest breakthrough on space solar power technology

  • Chinese scientists make breakthrough in space-based wireless power transmission

  • Why China's space-based solar power is the next frontier of green energy

  • On Design and Verification of an Efficient Microwave Wireless Power Transmission System

  • Idea of space solar power station closer to reality

  • China makes breakthrough in space solar power and wireless energy transmission

  • China prepares ground recipient system for space-based solar power station

Apakah Anda menemukan kesalahan atau ketidakakuratan?Kami akan mempertimbangkan komentar Anda sesegera mungkin.