Des scientifiques vont créer des lasers solaires pour l’énergie spatiale inspirés par la nature
par Sophie Jenkins
Londres, Royaume-Uni (SPX) 19 novembre 2024
Une collaboration internationale, comprenant des chercheurs de l’Université Heriot-Watt d’Écosse, a annoncé une approche pionnière pour exploiter l’énergie solaire dans l’espace en convertissant la lumière du soleil en faisceaux laser. Cette technologie vise à permettre la transmission d’énergie sur de longues distances entre satellites, depuis les satellites vers les bases lunaires, et potentiellement vers la Terre.
L’équipe s’encourage de la photosynthèse naturelle, c’est-à-dire de la façon dont les plantes, les bactéries et d’autres organismes convertissent la lumière en énergie chimique. Le projet intégrera des buildings photosynthétiques d’origine naturelle dans le cadre de la conception du système laser.
L’impression potentiel de cette innovation s’étend à l’alimentation des futures bases lunaires et missions sur Mars, ainsi qu’à l’amélioration des options énergétiques durables mondiales grâce à la transmission d’énergie sans fil. Le projet APACE, doté de 4 hundreds of thousands d’euros, est financé par le Conseil européen de l’innovation et Innovate UK, avec la contribution de chercheurs du Royaume-Uni, d’Italie, d’Allemagne et de Pologne.
La clé du projet réside dans les complexes d’antennes photosynthétiques issus de bactéries soufrées violettes et vertes, connues pour leur efficacité de transfert d’énergie presque parfaite grâce à la formation d’états tremendous radiants. La part initiale consiste à tester, extraire et analyser en laboratoire ces mécanismes naturels de collecte de lumière afin de comprendre leurs capacités de seize de photons très efficaces.
Parallèlement, le projet créera des buildings artificielles imitant ces systèmes naturels et développera de nouveaux matériaux laser compatibles avec les deux. Le système laser combiné sera testé dans des configurations de plus en plus grandes.
Contrairement aux panneaux solaires à semi-conducteurs traditionnels, qui convertissent la lumière du soleil en électricité, le nouveau système fonctionne sur une base organique sturdy, succesful de se reproduire dans l’espace. Il offre l’avantage d’une distribution directe de puissance sans conversion électrique intermédiaire.
Le professeur Erik Gauger de l’Institut de photonique et des sciences quantiques de l’Université Heriot-Watt, responsable de l’side théorique, a souligné :
« La manufacturing sturdy d’énergie dans l’espace, sans dépendre de composants périssables envoyés depuis la Terre, représente un défi de taille. Pourtant, les organismes vivants sont consultants dans l’artwork d’être autosuffisants et de maîtriser l’auto-assemblage. Notre projet ne s’encourage pas seulement de la biologie, mais va au-delà en s’appuyant sur les fonctionnalités qui existent déjà dans la machinerie photosynthétique des bactéries pour réaliser une percée dans la puissance spatiale.
« Notre projet APACE vise à créer un nouveau sort de laser alimenté par la lumière du soleil. La lumière du soleil ordinaire est généralement trop faible pour alimenter directement un laser, mais ces bactéries spéciales sont incroyablement efficaces pour collecter et canaliser la lumière du soleil à travers leurs buildings de collecte de lumière complexes, qui peuvent amplifier efficacement le flux d’énergie de la lumière solaire vers le centre de réaction de plusieurs ordres de grandeur. Notre projet utilisera ce niveau d’amplification pour convertir la lumière solaire en un faisceau laser sans recourir à des composants électriques.
« Nous savons déjà qu’il est attainable de cultiver des bactéries dans l’espace, par exemple grâce à des études sur la Station spatiale internationale. Certaines bactéries résistantes ont même survécu à une exposition à l’espace ouvert ! Si notre nouvelle technologie peut être construite et utilisée sur les stations spatiales, elle pourrait aider pour produire de l’énergie localement et même offrir un moyen d’envoyer de l’énergie vers des satellites ou vers la Terre à l’aide de faisceaux laser infrarouges.
« Cette technologie a le potentiel de révolutionner la façon dont nous alimentons les opérations spatiales, en rendant l’exploration plus sturdy tout en faisant progresser la technologie des énergies propres ici sur Terre. Toutes les grandes agences spatiales ont des missions sur la Lune ou sur Mars dans leurs plans et nous espérons les aider à les alimenter. »
Le projet développera également des milieux à achieve supramoléculaire, intégrant des complexes d’antennes naturelles ou artificielles avec des unités laser spécialisées et de nouvelles conceptions de cavités pour lasers à différentes échelles. Le premier prototype est attendu d’ici trois ans.
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