Project POWER: Irradiando Postos Militares Distantes com Energia de Laser

A tecnologia pode tornar obsoletas as operações de abastecimento perigosas em zonas de guerra.

A transmissão sem fio de energia através do ar rarefeito é um sonho que remonta a pelo menos um século, e o Pentágono quer ser o primeiro a torná-lo uma realidade em larga escala.

A Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA) - o braço de pesquisa e desenvolvimento do Departamento de Defesa dos EUA, que realizou trabalhos em tudo, desde a Internet até a ciência por trás das vacinas COVID-19 - quer usar a tecnologia laser para transmitir eletricidade para distantes bases militares americanas. A inspiração vem das guerras americanas de 11 de setembro e da necessidade de energia ininterrupta em bases operacionais distantes e empoeiradas.

O famoso inventor Nikola Tesla foi o primeiro a propor a transferência de energia sem fio na década de 1890; ele acreditava que se tornaria o padrão para enviar energia do ponto A ao ponto B. Mais de 100 anos depois, a humanidade ainda não percebeu isso.

Atualmente, a energia é enviada através de fios na forma de eletricidade, ou o diesel pode alimentar geradores que convertem o combustível em eletricidade. Em zonas de guerra, onde as forças inimigas muitas vezes cortam estrategicamente tais fios ou linhas de abastecimento de combustível, o diesel é lançado do ar para bases remotas ou transportado em caminhões-tanque ao longo de estradas perigosas.

O coronel Paul "Promo" Calhoun foi um desses pilotos, despejando bexigas de combustível para forças de operações especiais. Agora na DARPA, ele é o gerente de programa do Projeto POWER ("Persistent Optical Wireless Energy Relay"). Calhoun disse à Popular Mechanics que acha que há uma série de razões pelas quais é o momento certo para a transferência de energia sem fio agora e porque ele acredita que veremos uma demonstração completa da tecnologia nos próximos quatro anos.

“Em primeiro lugar, o ambiente mudou e a necessidade de métodos de transporte de energia mais resilientes para operações militares é um prêmio”, explica ele por e-mail. As forças dos EUA – como as forças de operações especiais que ele reabasteceu como piloto de transporte C-17 – estão operando em bases distantes em todo o mundo, do Mar da China Meridional ao deserto iraquiano. Muitas dessas forças operam seus próprios radares; armas de micro-ondas ou lasers antidrone; ou outros equipamentos de uso intensivo de energia, sem uma maneira fácil de fornecer energia a eles. E esse problema está se tornando mais agudo a cada ano que passa.

"No lado da tecnologia, avanços significativos foram feitos em lasers de alta energia, detecção de frente de onda, óptica adaptativa, plataformas aéreas elétricas de alta altitude, intertravamentos de segurança e energia fotovoltaica de alta eficiência com ajuste de banda estreita."

A principal tecnologia da POWER é o uso de lasers de alta potência. "POWER é um programa de transmissão de energia óptica", diz Calhoun. "Existem outras modalidades potenciais de transmissão de energia, como microondas, que pretendemos explorar em programas futuros. Para POWER, a onda de propagação é um laser que fornece capacidade de alto rendimento de longo alcance quando transmitido em grandes altitudes. Os relés redirecionam a energia do laser sem conversão e, em seguida, o usuário final converte essa energia do laser de volta em eletricidade usando energia fotovoltaica monocromática sintonizada em bandgap estreito."

Outra tecnologia chave em POWER é o uso de relés. "Com base nesses avanços, a DARPA vê uma oportunidade significativa para revolucionar a distribuição de energia desenvolvendo retransmissores eficazes. Esses retransmissores permitirão que essas tecnologias existentes se unam efetivamente para formar uma rede de energia sem fio resiliente, adaptável e com vários caminhos".

Os drones serão um desses retransmissores. Drones de longa duração, vagando em grandes altitudes em intervalos, podem transmitir energia laser uns aos outros por longas distâncias, finalmente enviando-a para uma base militar dos EUA. Os satélites serão outro revezamento, realizando a mesma missão no espaço. "A POWER está desenvolvendo plataformas estratosféricas que possuem pequenas aberturas com alcance de aproximadamente 100 quilômetros entre nós. Com aberturas maiores e um ambiente mais benigno como o espaço, distâncias entre nós de até 1.000 quilômetros são razoáveis", diz Calhoun. O resultado seria uma "rede de distribuição de energia globalmente escalável".