Un team dell'Università Xidian di Xi'an ha segnato un importante traguardo nella trasmissione di energia wireless: durante i test a terra del progetto «Zhuri» («Inseguendo il sole»), i ricercatori sono riusciti a trasmettere 1180 Watt di potenza a una distanza superiore ai 100 metri tramite un raggio a microonde. L'efficienza nel sistema «da corrente continua a corrente continua» si è attestata al 20,8%, mentre il coefficiente di raccolta del fascio ha raggiunto l'88%, valori che testimoniano un sensibile progresso tecnologico.
L'aspetto distintivo di questa sperimentazione è il passaggio da una trasmissione fissa verso un unico obiettivo a un sistema dinamico in grado di alimentare simultaneamente più oggetti in movimento. Si tratta di un'innovazione cruciale per le applicazioni pratiche, dato che satelliti e veicoli terrestri cambiano costantemente posizione. In un test separato, un drone in volo a 30 km/h alla distanza di 30 metri ha ricevuto una potenza costante di 143 Watt, a dimostrazione della precisione nel puntamento del raggio anche con bersagli mobili. L'impianto si avvale di uno specchio da 4,8 metri montato su una torre alta 75 metri, pannelli solari, un convertitore di microonde e un'antenna rettificatrice progettata dal team di Duan Baoyan dell'Accademia Cinese di Ingegneria.
A titolo di confronto, nel 2022, quando fu completato il primo sistema di verifica integrale al mondo — dalla concentrazione solare al ripristino dell'elettricità nel ricevitore — l'efficienza era solo del 15,05%. Il miglioramento di oltre un terzo registrato in quattro anni di ricerca evidenzia un'accelerazione del progresso scientifico, sebbene la strada per arrivare all'orbita resti ancora molto lunga.
Per comprendere l'entità della sfida, basti pensare che l'orbita geostazionaria a 36.000 chilometri di altitudine è milioni di volte più distante rispetto ai 100 metri del test di laboratorio. Sarà necessario ingrandire le antenne di ricezione e trasmissione fino a raggiungere decine o centinaia di metri, garantire un puntamento preciso del raggio attraverso l'atmosfera turbolenta per migliaia di chilometri, aumentare drasticamente l'efficienza complessiva e risolvere criticità legate all'affidabilità nello spazio. I costi e i tempi per il dispiegamento di una stazione orbitale non sono ancora stati definiti, sebbene la Cina abbia fissato ufficialmente il 2030 come anno target per i primi test nello spazio su scala megawatt.
Il principio di funzionamento del sistema appare semplice a parole, ma è estremamente complesso da attuare. Alcuni specchi concentrano la luce solare su pannelli di silicio che generano corrente continua; successivamente, convertitori a stato solido la trasformano in microonde a frequenza centimetrica, focalizzate in un raggio stretto diretto al ricevitore. Sul lato ricevente, una speciale antenna rettificatrice converte le onde radio nuovamente in elettricità. La scelta delle microonde non è casuale: esse attraversano l'atmosfera terrestre con perdite inferiori rispetto alla radiazione infrarossa o alla luce visibile, un fattore determinante per il trasferimento energetico dallo spazio alla Terra.
Il progetto si basa sull'architettura OMEGA, proposta dal team di Duan Baoyan nel 2014. Tale struttura sfrutta principi di concentrazione solare sferica e un design modulare, che permetterebbe di assemblare i componenti nello spazio come in un kit di costruzioni. La versione distribuita di OMEGA, sviluppata negli ultimi anni, risolve i problemi di scalabilità ed evita la presenza di un singolo punto di vulnerabilità nella struttura orbitale.
Questo traguardo conferma un progresso tangibile nella verifica a terra dei singoli componenti, ma non implica l'imminenza di una stazione orbitale commerciale. Le principali sfide ingegneristiche — tra cui l'ampliamento delle antenne di centinaia di volte, la gestione del raggio attraverso l'atmosfera su distanze immense e il miglioramento del rendimento totale — rimangono ancora aperte. Rispetto ai test del 2022, il balzo energetico è evidente, ma rappresenta solo una tappa di un lungo percorso. L'incremento di efficienza su una scala di cento metri dimostra che l'affinamento dei singoli anelli della catena procede spedito, ma la loro integrazione in un sistema orbitale unico richiederà innovazioni tecniche oggi ancora difficili da prevedere.
