DARPA希望利用激光向全世界输送电力

DARPA希望利用激光向全世界输送电力激光和空中中继器可远距离传输电力图/美国国防部高级研究计划局目前有许多潜在的杰出技术可以改变世界,但却有一个根本性的限制--如何为它们提供动力。飞机尤其如此。电动飞机听起来是个不错的主意,但为其提供动力所需的电池非常笨重,占用了宝贵的有效载荷和航程。一个多世纪以来,无线广播传输电力的想法似乎是显而易见的解决方案,但基本物理定律等问题一直阻碍着这一想法的实现。现在,美国国防部高级研究计划局(DARPA)正在研究利用激光将电力从地面源传送到远处的接收器,从而为电动飞机等提供几乎无限的续航能力。从理论上讲,这似乎很简单,但有各种技术问题需要克服。激光是沿着视线工作的,因此需要在高层大气中安装机载中继器,以尽量减少空气和水蒸气造成的失真和衰减。此外,与激光武器一样,发射器和中继器也需要能够锁定目标,并校正光束以保持聚焦。然而,最大的问题是,激光光束在多次跳变过程中会产生大量损耗。据DARPA称,POWER目前处于第一阶段,即开发中继器的概念设计。第二阶段将集中精力把这项技术集成到现有的机身上,第三阶段将进行测试,在200公里(125英里)的范围内输送10千瓦的激光功率。DARPAPOWER项目负责人保罗-贾菲(PaulJaffe)博士说:"这个项目有可能将功率传输的速度提高几个数量级,从而从根本上重塑社会与能源的关系。无线能源网可以从包括太空在内的各种新能源源获取电力,并快速、可靠地将它们连接到能源匮乏的消费者手中。""能源是包括国防在内的所有人类活动的基础。我们需要能够克服现有模式的脆弱性和其他缺点的能源输送方式。光功率传输的下一次飞跃可能取决于中继技术"。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1383889.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1383889.htm

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雷神公司将为DARPA打造机载“无线能源互联网”根据一份为期两年、价值1000万美元的DARPA合同,雷神公司将利用一系列配备激光功率接收和发射功能的高空无人驾驶飞机,创建一个持久性光学无线能源中继(POWER)系统。能量将被传送到高空,然后通过必要的跳跃中继到达目标区域。目标可能在地面上,也可能本身就是另一个自主飞行平台,在这种情况下,只要有必要,它就可以一直在空中飞行,其电池可以在远处不断充电。如果空中有足够多的这种电力中继航空器,POWER系统就会形成一个"能源网",军事后勤人员可以利用它随时将能源输送到最需要的地方。这是一条空中补给线,能够为陆基、空基或海基机器人提供无限的续航时间,或者在战略需要时将相同的能源输送到其他地方。每架机载中继无人机将通过光学激光系统接收电力,然后在网络中进一步发送电力图/DARPADARPA战术技术办公室POWER项目经理保罗-卡尔霍恩(PaulCalhoun)上校说:"这是能源互联网,利用弹性、多路径网络将能源从丰富的能源输送到能源匮乏的消费者手中。军队面临的能源挑战尤为严峻,这也是创新的动力所在。我们经常必须在远离既有能源基础设施的地方开展行动,并依赖于需要不稳定供应线的液体燃料。"当然这也有缺点,在这种情况下,为了获得这种灵活性,需要消耗相当多的能源。当在激光器中将电能转换成光能时,会损失一些能量--大约20%。当在接收器上将激光转换回电能时还会损失更多,可能是50%。而在这种中继站设置中,每一步都会损失电能。POWER计划将把空中无线供电的理念提升到新的高度和距离要知道,从炼油厂到油罐车再到卡车,燃料运输已经耗费了大量能源,而这种机载供应线将消除战区能源运输通常涉及的人员风险。而且还可以从一个容易和方便批量生产电力的地方将电力传送过来--甚至可能直接从最近的电网中获取电力--因此效率可能是最优先考虑的问题。美国国防部高级研究计划局(DARPA)似乎看好这项技术,不仅将其用于军事目的,还将其用于民用生活中的分布式电源。卡尔霍恩说:"我们相信,下一场能源革命将由无线能源网促成。它将极大地压缩运输时间,并为空中、陆地、海洋、海底和太空的消费者弹性地提供分布式能源"。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404437.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1404437.htm

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韩国工程师展示新系统:使用红外激光将电力发射到100英尺远虽然我们可以通过无线方式来传输数据,但想要通过无线方式传输电力则充满挑战。现在,韩国工程师已经展示了一种新系统:使用红外激光将电力发射到100英尺(30米)远。通过利用该系统,未来只要我们走进房间就可以自动为你的手机进行充电。无线充电已经是当前手机和其他设备的一项功能,但它在功能上并不比插入电源线好多少。该设备通常需要坐在底座上或与特殊表面接触,并且在充电时不能移动太远。想要发挥无线充电的能力,必须要突破传输距离的限制,实现像Wi-Fi传输数据那样无缝的传送电力。科学家们正在朝着这个目标努力,尝试将微波或激光传输到设备,或者产生充满房间的电磁场,但它通常需要庞大而复杂的设备。对于这项新研究,世宗大学的科学家们开发了一种新的无线充电系统,该系统使用红外光可以实现长距离电力传输。它由两个主要部分组成——一个可以安装在房间里的发射器,一个可以集成到电子设备中的接收器。发射器是一种使用掺铒光纤放大器的光电源,它产生一束中心波长为1,550纳米(nm)的红外光束。然后,该光束通过空气发射到接收器,该接收器由球面透镜后向反射器组成。这会将入射光聚焦到中心的一个点,那里有一个光伏电池等待吸收光并产生电能。如果发射器和接收器之间的视线中断,设备会快速自动切换到低强度安全模式。在测试中,该团队能够在100英尺的距离内传输400毫瓦的光束,其中10x10毫米(0.4英寸)的接收器将其转换为85毫瓦的电能。这不是很多能量——也许足以为一两个小型传感器供电——但该团队表示,它可以扩大到为手机等日常电子产品充电的地步。以类似原理工作的系统正在更大的电网规模上进行测试,以取代电力线。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1310799.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1310799.htm

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NASA在空间站测试双向高速激光太空通信系统国际空间站通过激光向LCRD和地面站传输数据的艺术效果图美国国家航空航天局/戴夫-瑞安无线电从一开始就是航天器的标准通信技术,但随着向太空传送和从太空传送的数据量激增,无线电技术已显老态。数据在光中的编码密度远远超过无线电波,因此人们正在探索用光学系统来实现航天器与地面设施之间的高速连接。美国国家航空航天局(NASA)正计划朝着这一目标迈出重要一步,发射并测试首个双向、端对端激光通信系统。该系统被称为集成激光通信中继演示低地球轨道用户调制解调器和放大器终端(ILLUMA-T),将于11月搭载SpaceX公司的"龙"飞船发射升空。ILLUMA-T由一个望远镜和一个两轴万向节组成,将安装在空间站外部。在那里,它将跟踪美国国家航空航天局(NASA)于2021年12月发射的激光通信中继演示(LCRD)卫星并与之通信。停在地球同步轨道上的LCRD卫星将把信号传输到加利福尼亚和夏威夷的地面站。数据到达地面后,将转发给戈达德太空飞行中心的ILLUMA-T团队,以检查数据在这样的速度下是否仍然准确和高质量。数据中继的速度将达1.2Gbps,比以前的无线电通信快100倍,比以前的激光演示快两倍。不过,其他团队已经利用激光实现了更快的数据传输速度,包括TBIRD卫星在去年的一次测试中以每秒100千兆比特的速度传输数据。如果实验成功,NASA希望激光通信不仅能成为国际空间站的常规操作,还能成为近太空网络(覆盖绕地球和月球运行的卫星)和深空网络(与太阳系中更远处的航天器进行通信)的常规操作。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393093.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1393093.htm

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NASA首个深空激光传输视频是猫猫追激光NASA的深空光通信实验于12月11日从创纪录的3100万公里(地月距离的80倍)传输了超高清流媒体视频。这一里程碑标志着人类可以从深空传输非常高带宽的视频和其他数据,从而实现未来人类在地球轨道之外的任务。该15秒的测试视频通过飞行激光收发器传输,到达地球需要101秒,以系统最大比特率267Mbps发送。该仪器能够发送和接收近红外信号,将编码的近红外激光发射到加州理工学院帕洛玛天文台的海尔望远镜下载。视频中正在追激光的橘猫Taters是喷气推进实验室员工的宠物。视频中叠加了图形信息,展示Taters的心率、颜色和品种;还有航天器的轨道、望远镜的圆顶以及激光器的技术信息。投稿:@TNSubmbot频道:@TestFlightCN

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