Команда університету Сідянь у Сіані здійснила значний прорив у сфері бездротової передачі електроенергії: під час наземних випробувань проєкту «Чжурі» («Погоня за сонцем») їм вдалося успішно спрямувати 1180 Вт потужності на відстань понад 100 метрів за допомогою мікрохвильового променя. При цьому коефіцієнт передачі в ланцюгу «постійний струм — постійний струм» склав 20,8%, а ефективність збору променя досягла 88% — ці показники свідчать про суттєвий технологічний прогрес.
Головною особливістю нинішніх випробувань став перехід від стаціонарної передачі на одну ціль до динамічної системи, яка здатна одночасно живити кілька об'єктів у русі. Це має вирішальне значення для практичного застосування, оскільки супутники та наземні апарати постійно змінюють своє положення. В окремому тесті дрон, що летів зі швидкістю 30 км/год на дистанції 30 метрів, отримував стабільні 143 Вт, що підтверджує здатність системи зберігати точність наведення променя навіть під час руху об’єкта. Сама установка складається з 4,8-метрового дзеркала на 75-метровій вежі, сонячних панелей, перетворювача на мікрохвилі та приймальної антени-ректифікатора, розробленої командою під керівництвом Дуань Баояня з Китайської академії інженерних наук.
Для порівняння: у 2022 році, коли було завершено першу у світі повну систему верифікації всього ланцюга (від концентрації сонячного світла до відновлення електрики на приймачі), ефективність становила лише 15,05%. Те, що за чотири роки досліджень ефективність зросла на третину, вказує на прискорення наукового прогресу, хоча шлях до виходу на орбіту все ще залишається надзвичайно складним.
Щоб усвідомити масштаб виклику, варто згадати, що геостаціонарна орбіта розташована на висоті 36 тисяч кілометрів, що в мільйони разів перевищує 100 метрів лабораторного тесту. Необхідно буде збільшити приймальні та передавальні антени до десятків і сотень метрів, забезпечити надточне наведення променя крізь турбулентну атмосферу на тисячі кілометрів, значно підвищити загальний ККД системи та вирішити критичні питання надійності й довговічності в космічних умовах. Вартість та терміни розгортання орбітальної станції поки не визначені, хоча Китай офіційно назвав 2030 рік цільовою датою для перших випробувань мегаватного масштабу в космосі.
Принцип дії системи виглядає простим лише на словах, але він надзвичайно складний у реалізації. Дзеркала фокусують сонячне світло на кремнієвих панелях, які виробляють постійний струм; потім твердотільні перетворювачі трансформують його в мікрохвилі сантиметрового діапазону, що фокусуються у вузький промінь і спрямовуються на приймач. На стороні прийому спеціальна антена-ректифікатор перетворює радіохвилі назад на електроенергію. Мікрохвилі обрали не випадково: вони проходять крізь земную атмосферу з меншими втратами, ніж інфрачервоне випромінювання або видиме світло, що є критично важливим для передачі енергії з космосу на Землю.
Проєкт базується на архітектурі OMEGA, запропонованій командою Дуань Баояня у 2014 році. Ця архітектура використовує сферичні принципи концентрації сонячного світла та модульний дизайн, що дозволить збирати компоненти в космосі як конструктор. Розподілена версія OMEGA, розроблена останніми роками, розв’язує проблему масштабованості та дозволяє уникнути появи єдиної точки відмови в орбітальній конструкції.
Це досягнення підтверджує реальний прогрес у наземній верифікації окремих вузлів, але ще не означає наближення до створення комерційної орбітальної станції. Ключові інженерні виклики — збільшення масштабів антен у сотні разів, керування променем крізь атмосферу на величезних відстанях, підвищення ККД усієї системи та забезпечення надійності в космосі — залишаються нерозв'язаними. У порівнянні з наземними тестами 2022 року покращення енергетичних показників очевидне, проте це лише один етап тривалого шляху. Конкретний приріст ефективності на стометровій дистанції показує, що відпрацювання окремих ланок ланцюга просувається, але їхня інтеграція в єдину орбітальну систему вимагатиме технічних проривів, які наразі неможливо спрогнозувати.
