Les faisceaux laser alimentés par le soleil sont sur le point de devenir une réalité après que les chercheurs ont reçu un financement pour développer cette technologie pionnière. Selon les scientifiques, ces lasers pourraient éventuellement aider à alimenter les bases lunaires et les missions vers Mars, et contribuer à des solutions énergétiques durables sur Terre.
En juin, l’équipe internationale de chercheurs a annoncé avoir reçu une subvention d’environ 4 millions d’euros (1,2 million de dollars) du Conseil européen de l’innovation et d’Innovate UK pour développer une technologie laser à énergie solaire inspirée des bactéries photosynthétiques.
« Dans mon groupe, nous passons beaucoup de temps à réfléchir à la récolte de la lumière artificielle et à ce que nous pouvons apprendre de la nature », Erik Jaugerun théoricien quantique de l’Université Heriot-Watt en Écosse impliqué dans la collaboration, a déclaré à Live Science dans une interview. « Si cela est possible dans la nature, nous devrions pouvoir utiliser des effets similaires dans des systèmes artificiels. »
Les lasers alimentés par la lumière du soleil ne sont pas un concept nouveau : le premier était démontré en 1963trois ans seulement après la construction du premier laser. Mais la lumière solaire ordinaire est trop diluée pour alimenter efficacement un laser. Les lasers à énergie solaire nécessitent généralement des optiques complexes et robustes pour intensifier la lumière du soleil au moins mille fois. Le poids de ces composants rend difficile leur envoi dans l’espace.
Pour surmonter ces défis, Gauger et ses collègues se tourneront vers les bactéries qui vivent dans l’obscurité au plus profond de l’océan. Ces bactéries possèdent des structures de collecte de lumière extrêmement sensibles, capables de capter presque tous les photons qu’elles rencontrent. Ces structures permettent aux bactéries de photosynthétiser même dans des conditions de très faible luminosité. En extrayant ces structures de collecte de lumière et en les reproduisant en laboratoire, l’équipe espère concentrer suffisamment la lumière solaire ambiante pour alimenter un laser, a déclaré Gauger.
Alimenter les bases lunaires et les missions interplanétaires
Lui et ses collègues ont décrit comment un tel système pourrait fonctionner en 2021. papier. Dans le système proposé, les structures captent la lumière solaire entrante, puis canalisent la lumière vers un matériau solide, tel qu’un cristal. Les électrons des atomes de ce matériau absorbent l’énergie de la lumière, puis libèrent cette énergie supplémentaire sous forme de lumière laser.
Grâce à cette nouvelle subvention, l’équipe prévoit de développer de nouveaux matériaux émetteurs laser pouvant interagir avec les structures photosynthétiques des bactéries.
Une fois le système laser opérationnel, il pourrait contribuer à alimenter des satellites, des bases lunaires et même des missions sur Mars, selon un rapport. déclaration. Étant donné que les faisceaux laser restent étroits et étroitement focalisés sur de longues distances, ils peuvent transmettre de l’énergie à des systèmes lointains. Par exemple, un laser solaire construit sur une station spatiale pourrait alimenter cette station ou envoyer de l’énergie à un satellite proche, voire à la Terre. Sur le site récepteur, l’énergie de la lumière laser pourrait alors être convertie en chaleur ou en électricité.
Les lasers à énergie solaire pourraient également soutenir une transition vers les énergies renouvelables sur Terre, a déclaré Gauger.
« Ils pourraient, par exemple, vous aider à diviser l’eau, à piloter la chimie, à synthétiser des engrais et à participer à des processus qui nécessitent une fraction importante de l’énergie que nous produisons actuellement, y compris à partir de sources fossiles », a déclaré Gauger. « Ils ne résoudront pas directement tous nos problèmes, mais ils pourraient jouer un petit rôle dans le défi auquel nous sommes confrontés pour passer à des énergies propres et durables. »
L’équipe prévoit de développer un prototype de laser au cours des trois prochaines années.
