7 мая 2025 года Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) опубликовало специальное уведомление о проведении второй фазы программы POWER – системы беспроводной передачи энергии через воздушные ретрансляторы.
Официальная цель программы: разработка воздушных оптических ретрансляторов энергии, способных доставлять 5 кВт электрической мощности на расстояние 200 км через три воздушных ретранслятора. Системы должны интегрироваться на летательный аппарат, иметь апертуру (размер оптических линз) менее одного метра и возможность отбора одного киловатта электрической мощности из ретранслируемого луча для собственных нужд платформы.
В презентации программы POWER (Persistent Optical Wireless Energy Relay – устойчивая беспроводная оптическая передача энергии) сотрудники DARPA Роберт Уинзор и Пол Джаффе пишут: «Энергия является фундаментальной валютой в боевом пространстве. Она необходима для создания и транспортировки военных эффектов. Признание энергии как ключевого аспекта войны обеспечивает новую возможность… для более эффективного достижения военных целей. Таким образом, генерация и доставка военных эффектов может рассматриваться как взаимосвязанная сеть энергетических трансакций. Доминирование в энергетической сети для более быстрого и надежного перемещения энергии через боевое пространство и доставки военных эффектов является сутью войны. DARPA видит возможность… почти мгновенной транспортировки энергии в устойчивой многоканальной сети. Программа DARPA POWER (Persistent Optical Wireless Energy Relay) является значимым шагом на пути к созданию новой, более устойчивой сети распределения энергии».
Напыщенный слог презентации можно упростить.
На земле стоит генератор электричества, которое преобразуется в лазерный луч, направленный на беспилотник, который в свою очередь транслирует этот луч другому беспилотнику, а тот третьему.
Часть энергии лазерного луча парящие в небе дроны используют для подпитки своих двигателей и систем управления, а также ударных или разведывательных систем.
В США разработкой систем оптической передачи энергии на расстояние занимаются достаточно давно ряд стартапов, в частности компания Powerlight Technologies, тесно сотрудничающая с гигантами американского ВПК, компаниями Boeing Lockheed.
Основными продуктами Powerlight Technologies являются технология power-over-fiber – передача энергии в виде лазерного света через оптоволокно, и «лазерная силовая передача», при которой лазерная энергия передается через свободное пространство.
На конкурсе Challenge 2009, организованном компанией Boeing, Powerlight Technologies успешно использовала инфракрасные лазеры для перемещения устройства весом 4,8 кг по тросу длиной 900 м, подвешенному к вертолету, для подъёма груза и получила приз в размере $900 тыс.
28 октября 2010 года компания PowerLight установила рекорд продолжительности полета. Ее квадрокоптер держался в воздухе более 12 часов, используя инфракрасные полупроводниковые диодные лазеры для питания бортовой фотоэлектрической батареи.
7 августа 2012 года PowerLight оснастила дрон Lockheed Martin Stalker своим лазерным приемником. И успешно испытала эту систему в ходе «дневных и ночных операций в пустыне». Эта серия демонстрационных полётов описывается как «первый в истории полет беспилотного летательного аппарата, работающего от лазера».
«Использование устойчивых многолучевых сетей для передачи энергии из обильных источников к потребителям, испытывающим нехватку энергии – это энергетический интернет», – так охарактеризовал программу POWER полковник Пол Кэлхун, менеджер программы POWER в тактическом технологическом офисе DARPA.
«Военные сталкиваются с особенно острыми энергетическими проблемами, которые и являются движущей силой этих инноваций. Нам часто приходится работать вдали от устоявшейся энергетической инфраструктуры и полагаться на жидкое топливо, требующее ненадежных линий поставок», – отметил он.
По его словам, для того чтобы обеспечить существующим «военным платформам», то есть самолетам и дронам, «большую дальность действия или значительную возможность доставки оружия», нужен большой запас жидкого топлива. По этой причине эти платформы имеют большие габариты и вес.
Беспроводная сеть передачи энергии «превращает платформы в каналы, а не контейнеры, что позволяет небольшим недорогим платформам иметь значительные возможности, такие как неограниченная дальность или длительность полета».
Эффективность системы POWER остается проблемой. В многозвенной сети преобразования лазерного луча в электричество и обратно в каждом узле быстро накапливаются неприемлемые потери. Каждое из этих преобразований относительно неэффективно, и умножение их по цепочке непрактично.
«Программа POWER разработает эффективные реле передачи энергии, которые перенаправляют оптические энергетические передачи, максимально увеличивая качество луча в каждой точке пути, выборочно собирая энергию по мере необходимости», – сказал Кэлхун. «Это трехфазная разработка, которая завершится убедительной демонстрацией полета энергетического реле».
История показывает, что такие прорывы в области транспортировки энергии, как римские дороги, железные дороги, механизированная война и самолеты-заправщики, которые более быстро и надежно транспортируют энергию через поле боя, дают решающее военное преимущество.
«Мы считаем, что следующая энергетическая революция станет возможной благодаря беспроводной энергетической паутине, – сказал Кэлхун. – Она значительно сократит сроки транспортировки и надежно обеспечит распределенную энергию для потребителей в воздухе, на суше, на море, под водой и в космосе».
На заявленной в релизе DARPA второй фазе проекта POWER участники должны будут продемонстрировать симулированную наземно-воздушно-наземную ретрансляционную линию в репрезентативной среде на полигоне для испытания лазерного оружия в Уайт-Сэндс.
Здесь проходили испытания ЗРК Stinger, Terminal High Altitude Area Defense (THAAD), Patriot, Multiple Launch Rocket System (MLRS), High Mobility Artillery Rocket System (HIMARS), Army Tactical Missile System (ATACMS).
На полигоне также создана испытательная установка для испытаний высокоэнергетических лазерных систем (HELSTF). Именно здесь проходили испытания таких военных программ, как тактический высокоэнергетический лазер (THEL), воздушный лазер YAL-1 и другие системы, способные поражать ракеты, летательные аппараты и наземные цели.
Полковник Кэлхун отметил узкое место проекта – высокие потери в ходе оптической передачи энергии: «Эффективность системы POWER остается проблемой. В многозвенной сети преобразования лазерного луча в электричество и обратно в каждом узле быстро накапливается неприемлемые потери. Каждое из этих преобразований относительно неэффективно, и умножение их по цепочке непрактично».
Техническая документация DARPA упоминает «коррекцию волнового фронта для максимизации качества луча при каждой ретрансляции» – это прямое указание на технологию адаптивной оптики, которая широко применяется в военных лазерных системах для компенсации атмосферных искажений и повышения точности поражения цели. Когда речь идёт о передаче энергии на 200 км с сохранением фокусировки луча, – это технология, которая направлена на создание дальнобойного лазерного оружия.
Требование компактности (апертура менее одного метра) подразумевает мобильность и малозаметность всей системы, что необходимо для боевого применения. Возможность отбора части энергии для летательного аппарата позволяет создать дрон, способный длительное время находиться в воздухе и при необходимости использовать энергию лазерного луча как для питания собственных систем, так и для ударов по целям.
В Пентагоне считают, что разработка оптической передачи энергии на большие расстояния станет очередной революцией в военном деле, сравнимой с изобретением пороха и атомной бомбы.
Таким образом, военно-промышленный комплекс США продолжает править бал и при администрации Трампа.
