Xi'an'daki Xidian Üniversitesi'nden bir ekip, kablosuz enerji aktarımında büyük bir atılım gerçekleştirdi: "Zhuri" (Güneşi Kovalayan) projesinin yer testleri sırasında, mikrodalga ışınları aracılığıyla 100 metreyi aşan bir mesafeye 1180 watt güç başarıyla iletildi. Bu süreçte "doğru akımdan doğru akıma" (DC-DC) aktarım verimliliği yüzde 20,8'e ulaşırken, ışın toplama oranı yüzde 88 olarak kaydedildi; bu rakamlar teknolojideki kayda değer ilerlemeyi gözler önüne seriyor.
Bu testleri özel kılan unsur, tek bir sabit hedefe yapılan aktarımdan, aynı anda birden fazla hareketli nesneyi besleyebilen dinamik bir sisteme geçiş yapılmış olmasıdır. Uyduların ve yer araçlarının sürekli konum değiştirdiği göz önüne alındığında, bu durum pratik uygulamalar açısından kritik bir önem taşıyor. Ayrı bir testte, 30 metre mesafede saatte 30 km hızla uçan bir dronun 143 wattlık stabil bir güç alması, sistemin hedef hareket halindeyken bile ışın yönlendirme hassasiyetini koruduğunu kanıtlıyor. Düzenek; 75 metrelik bir kule üzerindeki 4,8 metrelik aynayı, güneş panellerini, mikrodalga dönüştürücüsünü ve Çin Mühendislik Akademisi'nden Duan Baoyan liderliğindeki ekip tarafından geliştirilen bir alıcı anteni (rektener) kapsıyor.
Karşılaştırma yapmak gerekirse; güneş ışığının yoğunlaştırılmasından alıcıda elektriğin geri kazanılmasına kadar tüm zinciri kapsayan dünyanın ilk tam doğrulama sisteminin tamamlandığı 2022 yılında, verimlilik yalnızca yüzde 15,05 düzeyindeydi. Dört yıllık araştırmaların ardından verimlilikte sağlanan bu yaklaşık üçte birlik artış, her ne kadar yörüngeye giden yol hala çok uzun olsa da, bilimsel ilerlemenin hızlandığına işaret ediyor.
Görevin büyüklüğünü anlamak adına; 36 bin kilometre yükseklikteki yer eşzamanlı yörüngeye olan mesafe, laboratuvar testindeki 100 metreden milyonlarca kat daha fazladır. Bu süreçte alıcı ve verici antenlerin onlarca, hatta yüzlerce metreye çıkarılması, türbülanslı atmosfer tabakasından binlerce kilometre boyunca hassas ışın yönlendirmesi sağlanması, sistemin genel verimliliğinin ciddi oranda artırılması ve uzay koşullarında güvenilirlik ile dayanıklılığa dair kritik sorunların çözülmesi gerekecektir. Bir yörünge istasyonunun kurulum maliyeti ve takvimi henüz netleşmemiş olsa da Çin, uzaydaki ilk megavat ölçekli testler için resmi hedef tarih olarak 2030 yılını belirledi.
Sistemin çalışma prensibi sözle anlatıldığında basit görünse de uygulamada oldukça karmaşıktır. Aynalar güneş ışığını doğru akım üreten silikon paneller üzerine yoğunlaştırır; ardından katı hal dönüştürücüler bu enerjiyi santimetre dalga boyundaki mikrodalgalara çevirerek dar bir ışın halinde alıcıya odaklar. Alıcı tarafta ise özel bir rektener anteni, radyo dalgalarını tekrar elektriğe dönüştürür. Mikrodalgaların tercih edilmesi tesadüf değildir; bu dalgalar kızılötesi radyasyona veya görünür ışığa kıyasla Dünya atmosferinden çok daha az kayıpla geçebilmektedir, ki bu da uzaydan yeryüzüne enerji iletimi için hayati bir önem taşır.
Proje, Duan Baoyan'ın ekibi tarafından 2014 yılında önerilen OMEGA mimarisine dayanıyor. Bu mimari, güneş ışığını yoğunlaştırmak için küresel ilkeleri ve modüler bir tasarımı temel alıyor; böylece bileşenler uzayda tıpkı bir yapboz gibi birleştirilebilecek. Son yıllarda geliştirilen OMEGA'nın dağıtık versiyonu ise ölçeklenebilirlik sorununu çözüyor ve yörünge yapısında tek bir hata noktasından kaynaklanabilecek sistem çökmelerinin önüne geçiyor.
Elde edilen bu başarı, münferit bileşenlerin yerdeki doğrulanması konusunda gerçek bir ilerlemeyi teyit etse de, ticari bir yörünge istasyonunun yakın olduğu anlamına gelmiyor. Anten boyutlarının yüzlerce kat büyütülmesi, ışının devasa mesafelerdeki atmosfer boyunca kontrol edilmesi, sistemin genel verimliliğinin artırılması ve uzay şartlarında güvenilirliğin sağlanması gibi temel mühendislik zorlukları henüz aşılabilmiş değil. 2022 yılındaki yer testleriyle kıyaslandığında enerji verimliliğindeki iyileşme dikkat çekici olsa da bu, uzun bir yolculuğun yalnızca bir aşamasını temsil ediyor. Yüz metrelik mesafedeki somut verimlilik artışı, zincirin halkalarının teker teker geliştirildiğini gösteriyor; ancak bunların birleşik bir yörünge sistemine entegrasyonu, henüz öngörülemeyen teknik atılımlar gerektirecektir.
