Zespół naukowców z Northwestern Polytechnical University (NPU) w Chinach opracował metodę wykorzystania wysokoenergetycznych wiązek laserowych, aby utrzymać drony w powietrzu bez końca. Metoda ta ma pozwalać na zasilanie bezprzewodowych statków powietrznych podczas lotu, co oznacza, że drony ładowane laserem nigdy nie będą musiały lądować.
Choć systemy laserowe o dużej mocy są częściej kojarzone z technologiami antydronowymi, profesor Li Xuelong i jego koledzy z NPU opracowali metodę, która ma być przeciwieństwem strącania coraz bardziej wszechobecnych małych bezzałogowych statków powietrznych. Zespół badaczy podobno wyposażył drona w moduł konwersji fotoelektrycznej, który zamienia energię świetlną na energię elektryczną. Oznacza to, że wysokoenergetyczna wiązka laserowa może zostać wycelowana w drona, aby go zdalnie naładować.
Naukowcy przeprowadzili niedawno eksperyment dla tak zwanych optics-driven drones (drony napędzane optyką, ODD), podczas którego udało się przetestować zautomatyzowany proces ładowania. Potrafi on śledzić drony podczas lotu. Zespół napisał na oficjalnym koncie WeChat swojej uczelni, że „najważniejsze z badań to 24-godzinny inteligentny system śledzenia i autonomicznego uzupełniania energii dalekiego zasięgu dla dronów ODD”.
Skomplikowana technologia stojąca za optics-driven drones
Pierwszym krokiem dla badaczy było nauczenie się, jak śledzić drony podczas lotu. Aby to zrobić, opracowali algorytm śledzenia, który, jak twierdzą, był skuteczny w różnych środowiskach, warunkach oświetleniowych i pogodowych. Zastosowali również technologię adaptacyjnego kształtowania wiązki, która pozwalała na autonomiczne dostosowanie jej intensywności w celu zwiększenia odległości transmisji bezprzewodowej.
Raport naukowców szczegółowo opisuje również opracowanie algorytmu zabezpieczającego, który automatycznie dostosowuje intensywność wiązki laserowej w przypadku wykrycia przeszkody na jej drodze. Korzystając z tej technologii, zespół z powodzeniem przeprowadził trzy testy terenowe: jeden w pomieszczeniu i dwa na zewnątrz, w dzień oraz w nocy.
W swoim dokumencie badacze twierdzą, że ich metoda mogłaby zostać wykorzystana do pomocy w przypadku katastrof. W raporcie możemy przeczytać, że „w niektórych czasochłonnych misjach, takich jak poszukiwanie turystów uwięzionych w powodziach błyskawicznych, nieprzerwany lot dronów pozwoli znacznie zaoszczędzić cenny czas na ratunek. Oczekuje się, że ODD będą mocno wykorzystywane w zarządzaniu społecznym, takim jak kontrola ruchu drogowego, patrole bezpieczeństwa, ratownictwo w przypadku katastrof czy logistyka bezkontaktowa”. O wykorzystaniu bezzałogowych statków powietrznych w ratownictwie pisaliśmy na naszym blogu m.in. w tekście „Drony tworzą własne sieci komórkowe, aby pomóc podczas misji ratunkowych”.
Wątpliwości dotyczące dronów ładowanych laserem
Naukowcy nie ujawnili specyfikacji dotyczących wydajności konwersji fotoelektrycznej systemu, powołując się na fakt, że ich badania mogą być również wykorzystywane do tajnych zastosowań wojskowych. To rodzi pytania, gdyż używanie wysokoenergetycznej wiązki laserowej 24/7 w celu utrzymania drona w powietrzu mogłoby okazać się zaporowo drogie. Może to wymagać ogromnych ilości energii, zwłaszcza jeśli celem jest utrzymanie dużej floty ODD, wymagającej wielu wiązek laserowych. Pozostaje również wiele innych pytań dotyczących skuteczności algorytmu zabezpieczającego oraz potencjalnego niebezpieczeństwa związanego z kierowaniem wysokoenergetycznych wiązek laserowych na otwarte przestrzenie.
Raport wspomina również o kilku nieco bardziej odległych potencjalnych zastosowaniach, w tym o stworzeniu „satelity na niskiej wysokości” lub nawet „sztucznego księżyca”. Przypomina to nieco inny głośny projekt badawczy, który ma na celu opracowanie technologii wysłania sondy do systemu Alpha Centauri w ciągu 20 lat przy użyciu milionów wiązek laserowych nakierowanych na lekki żagiel. Obie technologie wyglądają niezwykle obiecująco, ale nie ma żadnej gwarancji, że w najbliższej przyszłości rzeczywiście zobaczymy ładowane laserem drony, które nigdy nie będą musiały lądować.
Lasery mogą mieć wiele potencjalnych zastosowań, także w przestrzeni kosmicznej. Pisaliśmy o tym na naszym blogu na przykład w tekście „Jak nowa komunikacja laserowa NASA będzie działać w kosmosie?”.