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Les panneaux solaires ont propulsé l’ère spatiale moderne. Pourtant, l’appétit énergétique des satellites grandit plus vite que leurs ailes photovoltaïques. Ainsi, l’industrie teste une nouvelle voie: la transmission d’énergie sans fil, par laser ou micro-ondes.
Pourquoi les panneaux solaires montrent leurs limites en orbite
En orbite basse, les engins passent souvent dans l’ombre. De plus, les charges utiles gourmandes exigent des pics de puissance. Les panneaux solaires doivent alors s’étendre, ce qui ajoute masse, coût et risques mécaniques.
En 2023, Caltech a lancé un démonstrateur de conversion et d’envoi d’énergie depuis l’espace. Le module MAPLE a transmis un signal mesurable, avec quelques milliwatts reçus sur Terre. Ce jalon ne remplace pas les panneaux solaires, mais il valide la chaîne technique.
L’ESA étudie ce domaine avec le programme SOLARIS. Des démonstrations sont attendues avant 2030, en vue de systèmes plus ambitieux dans la décennie suivante. Les panneaux solaires resteront utiles, en complément d’un maillage énergétique sans fil.
« Transmettre de l’énergie sans câble, depuis l’espace, change la façon de concevoir des missions énergivores. »
Le pari du laser: une énergie pointée, à la demande
Le laser concentre l’énergie et simplifie la réception. Ainsi, deux satellites peuvent partager la puissance à la demande, selon les besoins de mission. Les antennes rétrécissent, et les panneaux solaires se dimensionnent mieux.
À découvrirPipi sous la douche: des experts le recommandent, jusqu’à 2 000 litres d’eau économisés par anLa précision de pointage progresse, grâce à l’optique adaptative et au suivi fin. En revanche, la sécurité oculaire et l’errance du faisceau imposent des garde-fous. Aussi, l’industrie étudie des longueurs d’onde sûres et des coupures actives.
- Transfert d’énergie ciblé pour les charges utiles critiques
- Moins de masse structurelle liée aux grandes ailes photovoltaïques
- Souplesse d’architecture: partage de puissance entre engins
- Chemins de sécurité et arrêt automatique du faisceau
- Complément aux panneaux solaires dans les phases d’éclipse
Ce que les premiers tests montrent déjà
Le Naval Research Laboratory a validé la conversion en orbite avec PRAM-FX sur le X-37B. Le module a produit de l’électricité solaire, puis l’a transformée pour un transfert radio. Ces briques rapprochent l’usage opérationnel au-delà des panneaux solaires seuls.
En Europe, des équipes ont réalisé des transferts au sol, par micro-ondes et par laser. Ainsi, les ingénieurs mesurent pertes, sécurité et stabilité du faisceau. Ces essais balisent des démonstrations sur satellites d’ici quelques années.
Sur Terre, l’intérêt porte sur l’aide d’urgence et les sites isolés. Par conséquent, une réception simple devient décisive. Certains évoquent des récepteurs proches des panneaux solaires pour capter une lumière laser maîtrisée.
Star Catcher Industries — réseau électrique orbital. La société décrit une ferme solaire spatiale qui alimente un réseau optique, avec transmission laser entre nœuds.
Des récepteurs simples… jusqu’aux panneaux déjà sur le marché
La réception par diode photovoltaïque reste intuitive et robuste. Les cellules au silicium absorbent bien le proche infrarouge. Ainsi, des panneaux solaires pourraient recevoir une part du faisceau, selon la longueur d’onde.
Star Catcher Industries — lasers à longueurs d’onde multiples. L’approche combine plusieurs couleurs pour coller au spectre d’absorption des cellules et maximiser le rendement.
Star Catcher Industries — panneaux solaires disponibles dans le commerce. Le concept mise sur des modules standards, avec une électronique d’adaptation pour transformer l’énergie laser en courant utile.
Quelles applications à court terme ?
Intuitive Machines — véhicule lunaire, charge par laser. L’idée consiste à recharger un petit rover pendant la nuit lunaire, depuis un atterrisseur équipé d’un émetteur sécurisé.
Les services en orbite misent sur la flexibilité énergétique. Ainsi, un satellite peut aider un voisin lors d’un pic de charge utile. Les panneaux solaires deviennent plus compacts, car le réseau compense les creux.
À découvrirPanneaux solaires: ces aides peu connues pour fabriquer sa propre électricitéDes drones à haute altitude ont déjà volé grâce à un faisceau laser. De plus, ces essais révèlent les gains d’endurance et les règles de sécurité. Les enseignements profitent ensuite aux liaisons spatiales.
Pour le grand public, rien n’arrivera du jour au lendemain. Désormais, la priorité va à des cas maîtrisés, en orbite ou sur la Lune. Les panneaux solaires conservent un rôle central, mais l’appoint sans fil gagne du terrain.
Crédit photo © LePointDuJour
