Передача энергии с орбиты на землю
Энергия, вырабатываемая на орбите, должна быть каким-то образом передана к потребителям на Земле. Одним из удивительных результатов, полученных в процессе проработки концепции ОСЭ, стал вывод о том, что передавать энергию на Землю более эффективно посредством СВЧ-излучения, чем по электрическим проводам соответствующей протяженности. Оценки показали, что с помощью СВЧ-луча энергию с орбиты на Землю можно передать с эффективностью около 74 %, в то время как по проводам — с эффективностью, более чем в 2 раза меньшей. Более того, было показано, что с помощью СВЧ —
излучения можно передавать энергетические потоки существенно более мощные, чем сегодня обеспечивают самые крупные линии электропередачи (наиболее крупная линия электропередачи между Итаипу и Сан-Пауло в Бразилии имеет мощность всего 3,25 ГВт).
Безусловно, проектирование беспроводной системы передачи энергии наталкивается на ряд ограничений. В частности, имеется ограничение на максимальную плотность мощности высокочастотного энергетического потока через ионосферу. По оценкам, он должен быть не выше 230 Вт/м2, иначе нелинейные эффекты, связанные с его взаимодействием с ионосферой, могут вызвать, например, нежелательные искажения радиосигналов, распространяющихся в атмосфере.
Другое важное требование — ограничение мощности СВЧ-пучка за пределами приемной ректенны. Поскольку физически «обрезать» границы пучка не представляется возможным, требуется, чтобы энергетический поток, излучаемый на орбите, имел гауссово радиальное распределение плотности.
Чрезвычайно серьезной проблемой является точное «нацеливание» излучаемого с орбиты пучка на наземную ректенну. Оригинальное техническое решение будет описано далее