神秘的X-37B是美國空軍無人駕駛、可重復使用的航天器,定于5月16日從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地第六次飛行發(fā)射。雖然這次飛行的大部分載荷都是太空實驗的標準費用,至少是公開的那些,但其中一個對未來的遠程發(fā)電,尤其是長續(xù)航時間的無人駕駛飛機推進有著巨大的潛在影響。
X-37B即將進行的任務被稱為軌道測試運載器-6 (OTV-6)和美國太空部隊-7 (USSF-7)。根據(jù)太空部隊5月6日發(fā)布的一份新聞稿,X-37B上的一個有效載荷將是一個由美國海軍研究實驗室設計的實驗系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠捕獲太陽能,并以微波的形式將能量發(fā)送回地球。
盡管國防部和太空部隊的新聞發(fā)布在細節(jié)上缺乏足夠的信息,但海軍研究實驗室光束動力的負責人在過去明確表示,該系統(tǒng)在長航時無人機(uav)方面具有巨大的影響。
光束能量的飛機
一段時間以來,利用激光向小型無人機發(fā)射能量一直是一個研究課題。早在20世紀80年代,美國空軍就開始測試激光作為小型“輕型飛行器”的推進源,并成功地僅靠激光束推進使小型錐形飛行器在空中飛行數(shù)百英尺。不過,這一新概念是不同的,因為海軍設想的無人機將采用傳統(tǒng)的推進系統(tǒng)(如旋翼或螺旋槳),取而代之的是使用矩形天線從定向能量束中獲取能量,以不斷補充其電力儲備。
2018年,美國國防部高級研究計劃局展示了其最新的激光動力飛機——“沉默的獵鷹”(
Silent Falcon),該項目負責人
約瑟夫·A·阿巴特(Joseph A. Abate)表示,這是為了“證明高能激光功率束對國防部系統(tǒng)進行遠程充電以延長任務運行時間”和遠程環(huán)境。”
雖然激光已經(jīng)被研究用于向無人機發(fā)送能量,但這些通常是從地面或機載激光來發(fā)送能量。在太空中放置發(fā)電和傳輸源是對這一概念的一種新的理解,它提供了優(yōu)越的視線和通過太陽提供的連續(xù)的、可再生的能源。
盡管如此,近地軌道衛(wèi)星以令人難以置信的高速度環(huán)繞地球,而且它們的機動性有限,因此海軍最新的光束動力系統(tǒng)將會有局限性,但作為概念驗證,這是至關重要的。一組衛(wèi)星很可能需要24/7的電力供應,使無人機能夠從一個衛(wèi)星“傳遞”到另一個衛(wèi)星,進行持續(xù)或嚴格計劃的充電。同樣的原理也適用于地球表面的任何接收器。
這項技術不僅對無人機的未來有重大影響,而且對全人類都有重大影響。這種系統(tǒng)可以用來讓無人機在空中保持很長一段時間,以便在某一地區(qū)發(fā)生危機時取代蜂窩基站或通信衛(wèi)星,甚至用于日益復雜的通信網(wǎng)絡的正常運行。與系留氣球不同的是,這些無人機所需的基礎設施要少得多,可以隨意移動以獲得最佳覆蓋范圍,并可以快速降落進行維修。他們甚至可以部署幾十英里,甚至更遠,遠離他們的基站。有了太空能源,它們可以在地球上的任何地方飛行。
因此,雖然X-37B的最新任務細節(jié)在科學層面上看起來很簡單,但現(xiàn)實情況是,它正在測試的微波系統(tǒng)可能會改變許多軍事相關應用的游戲規(guī)則,并可能實際上為在大氣層中幾乎連續(xù)的無人飛行打開大門。
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