Статья: ЭНЕРГОПИТАНИЕ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ НАЗЕМНЫМИ МИКРОВОЛНОВЫМИ ИЗЛУЧАТЕЛЯМИ (1994)

Проведено комплексное рассмотрение особенностей, принципиальной схемы, облика, параметров и возможностей технической реализации дистанционного электроснабжения системы низкоорбитальных космических аппаратов с помощью СВЧ-луча, формируемого на наземных фазированных антенных решетках и передаваемого на КА в течение кратковременных сеансов при полете. Прием СВЧ-излучения, предварительно сфокусированного зеркальной антенной, ведется на размещенный в ее фокусе простой по схеме малогабаритный плазменно-факельный преобразователь (ПФИ), предложенный и испытанный в ИОФ РАН, допускающий значительные пиковые мощности и запитывающий бортовой накопитель.

В качестве примера для гипотетической низкоорбитальной пространственной системы из 15 КА, размещенных на приполярных круговых орбитах высотой н- 400 км с уровнем средневиткового энергопотребления Рср = 20 кВт, питаемых от двух ФАР, расположенных на широте φ = 600, разнесенных по долготе на 5000 км и генерирующих луч с углом расходимости 2,3° при длине волны λ - 1,5 см, определены основные характеристики. Проведено сравнение с альтернативными системами электропитания (СЭП), в результате которого получены следующие данные:

бортовая часть комплекса СЭП единичного КА имеет массу 2,5 т, включает ПФП, с входной мощностью СВЧ= 40 МВт, запитывающий в течение 1,5-2 мин накопитель емкостью 150 кВт·ч (0,5 ГДж), антенну диаметром 20 мс системой наведения на ФАР при ошибках до 0,5°;

диаметр ФАР равен 700 м, мощности пикового электропитания ФАР 100 МВт при общей среднесуточной мощности питания обоих ФАР 700 кВт;

технические возможности быстрого создания СЭП базируются на имеющемся заделе по СВЧ-генераторам, ФАР РЛС, крупногабаритным бортовым антеннам и точным системам наведения, что открывает в перспективе более широкие возможности космической СВЧ-энергетики (передача с низкоорбитальных КЭС мощностью 1 МВт на наземные потребители и через пассивные ретрансляторы гигаваттных мощностей - на расстояния до 10 000 км);

предлагаемая СЭП для принятого уровня средневитковой мощности и числа КА в системе) превосходит по основным техническим показателям как систему СВЧ-передачи с наземных ФАР и приемом на бортовую ректенну, так и автономные СЭП на базе солнечных ЭУ с фотопреобразователями и теплоэлектромашинными преобразователями.