Zespół z Uniwersytetu Xidian w Xi'an dokonał znaczącego przełomu w bezprzewodowym przesyłaniu energii elektrycznej: podczas naziemnych testów projektu „Zhuri” („Pogoń za słońcem”) z sukcesem przesłano 1180 W mocy na odległość ponad 100 metrów za pomocą wiązki mikrofalowej. Sprawność przesyłu w całym układzie „prąd stały – prąd stały” wyniosła 20,8 procent, natomiast wskaźnik skupienia wiązki osiągnął 88 procent – parametry te świadczą o wyraźnym postępie technologicznym.
Tym, co wyróżnia obecne testy, jest przejście od przesyłu statycznego do jednego celu na rzecz systemu dynamicznego, zdolnego do jednoczesnego zasilania wielu ruchomych obiektów. Ma to kluczowe znaczenie dla zastosowań praktycznych, ponieważ satelity i pojazdy naziemne stale zmieniają swoje położenie. W osobnym teście dron lecący z prędkością 30 km/h na dystansie 30 metrów otrzymał stabilne 143 W – co dowodzi, że system zachowuje precyzję naprowadzania wiązki nawet przy poruszającym się celu. Cała instalacja składa się z lustra o średnicy 4,8 metra umieszczonego na 75-metrowej wieży, paneli słonecznych, przetwornika mikrofalowego oraz odbiorczej anteny prostownikowej, opracowanej przez zespół pod kierownictwem Duan Baoyana z Chińskiej Akademii Inżynierii.
Dla porównania: w 2022 roku, gdy ukończono pierwszy na świecie pełny system weryfikacyjny całego łańcucha (od koncentracji światła słonecznego po odzyskanie energii elektrycznej w odbiorniku), wydajność wynosiła zaledwie 15,05 procent. Odnotowany w ciągu czterech lat badań wzrost efektywności o jedną trzecią wskazuje na przyspieszenie postępu naukowego – choć droga na orbitę wciąż pozostaje niezwykle daleka.
Aby uzmysłowić sobie skalę wyzwania: odległość do orbity geostacjonarnej na wysokości 36 tysięcy kilometrów jest miliony razy większa niż 100 metrów w teście laboratoryjnym. Konieczne będzie powiększenie anten nadawczych i odbiorczych do dziesiątek i setek metrów, zapewnienie precyzyjnego naprowadzania wiązki przez turbulentną atmosferę na tysiące kilometrów, znaczące podniesienie ogólnej sprawności systemu oraz rozwiązanie krytycznych kwestii niezawodności i trwałości w warunkach kosmicznych. Koszty i terminy rozmieszczenia stacji orbitalnej nie zostały jeszcze określone, choć Chiny oficjalnie wskazały rok 2030 jako termin pierwszych testów w kosmosie na skalę megawatową.
Zasada działania systemu jest prosta w teorii, lecz skomplikowana w realizacji. Lustra koncentrują światło słoneczne na panelach krzemowych wytwarzających prąd stały; następnie półprzewodnikowe przetworniki zamieniają go w mikrofale z zakresu centymetrowego, które są ogniskowane w wąską wiązkę i kierowane do odbiornika. Po stronie odbiorczej specjalna antena prostownikowa przekształca fale radiowe z powrotem w energię elektryczną. Wybór mikrofal nie jest przypadkowy: przenikają one przez ziemską atmosferę z mniejszymi stratami niż promieniowanie podczerwone czy światło widzialne, co ma kluczowe znaczenie dla przesyłu energii z kosmosu na Ziemię.
Projekt opiera się na architekturze OMEGA, którą zespół Duan Baoyana zaproponował w 2014 roku. Wykorzystuje ona sferyczne zasady koncentracji światła słonecznego oraz konstrukcję modułową – komponenty będzie można montować w kosmosie niczym klocki. Opracowana w ostatnich latach rozproszona wersja OMEGA rozwiązuje problem skalowalności i pozwala uniknąć pojedynczego punktu awarii w konstrukcji orbitalnej.
Osiągnięcie to potwierdza realny postęp w naziemnej weryfikacji poszczególnych komponentów, ale nie oznacza, że komercyjna stacja orbitalna jest już blisko. Główne wyzwania inżynieryjne – setki razy większa skala anten, sterowanie wiązką przez atmosferę na ogromne dystanse, zwiększenie sprawności całego układu oraz zapewnienie niezawodności w próżni – pozostają nierozwiązane. W porównaniu z testami naziemnymi z 2022 roku poprawa parametrów energetycznych jest widoczna, lecz to zaledwie jeden etap długiej podróży. Konkretny wzrost wydajności na dystansie stu metrów pokazuje, że dopracowywanie poszczególnych ogniw łańcucha postępuje, jednak ich integracja w jednolity system orbitalny będzie wymagać przełomów technicznych, których obecnie nie sposób przewidzieć.
