Пока компании выстраивают орбитальные группировки и формируется индустрия космических сот — связанной инфраструктуры спутников, наземных станций и высотных платформ, — одна технология все чаще оказывается в центре внимания. Это лазерная передача энергии. Она развивается прежде всего как инструмент для самой космической инфраструктуры: подпитки спутников, орбитальных узлов, беспилотников. И у нее есть принципиальное преимущество перед другими подходами: лазеры уже вовсю используются для межспутниковой связи, а значит, технология развивается не с нуля. 

В этой статье разберемся, что за этим стоит, насколько технология близка к практике, и где именно она может выстрелить раньше всего.

Как устроена лазерная передача энергии

В основе технологии заложена простая цепочка: электричество преобразуется в направленный световой луч, передается на расстояние, а на принимающей стороне снова становится электричеством. На практике система состоит из четырех компонентов: источника энергии, лазерного излучателя, системы наведения луча и фотоэлектрического приемника.

Основное отличие от обычной солнечной энергетики заключается в спектральной настройке. Обычные солнечные элементы работают с широким спектром излучения, и значительная его часть превращается в тепло. В лазерных системах длину волны подбирают под характеристики конкретного приемника, как правило, инфракрасный диапазон. Это снижает тепловые потери и повышает эффективность преобразования.

Вторая причина нового интереса к лазерам — синергия со связью. Межспутниковая оптическая связь требует решения тех же инженерных задач: точного наведения луча, компенсации вибраций, удержания линии передачи между движущимися объектами. А значит, лазерные системы для передачи энергии опираются на уже созданную инфраструктуру и накопленный опыт. Это дает им существенное преимущество перед микроволновыми схемами, которые долгое время считались основным вариантом для космической энергетики.

Микроволны лучше проходят сквозь атмосферу и меньше зависят от погоды, но требуют огромных передающих и принимающих антенн, а на больших расстояниях сильно рассеиваются. Лазерные системы формируют значительно более концентрированный луч, что позволяет уменьшить размеры приемной станции. Именно поэтому все больше проектов переходит к оптической передаче.

Спутник — спутник и спутник — земля

Передача энергии между космическими аппаратами и передача с орбиты на поверхность Земли — технологически это совершенно разные системы. В первом случае нет ни атмосферы, ни облачности, ни турбулентности. Во втором случае луч проходит через плотную, постоянно меняющуюся среду, и потери энергии резко возрастают.

Спутник — спутник

На первый взгляд неочевидно, зачем спутнику передавать энергию другому спутнику, если у каждого есть свои солнечные панели. Но дело в тепловой нагрузке. Спутник, который одновременно собирает солнечную энергию и выполняет вычисления, нагревается изнутри, и этот нагрев нужно отводить с помощью радиаторов. В вакууме это сложно и дорого.

Решение — разделить функции. Один спутник занимается сбором и преобразованием солнечной энергии, второй — вычислениями. Между ними лазерный канал. Вычислительный аппарат получает энергию уже в виде светового потока, не нагревая себя изнутри. Это принципиально меняет тепловой режим системы.

Наиболее реалистичная сегодня архитектура — орбитальный энергетический узел. Один аппарат собирает солнечную энергию и передает ее другим спутникам или платформам. Это позволяет уменьшать размеры панелей на отдельных аппаратах и перераспределять энергию внутри группировки.

Именно над такой архитектурой работают JAXA и Mitsubishi Heavy Industries. В 2025 году NTT и MHI провели эксперимент по лазерной передаче энергии: луч мощностью около 1 кВт передавался на 1 км в условиях сильной атмосферной турбулентности. На принимающей стороне получено 152 Вт электрической мощности — около 15%. По словам компаний, это рекордный показатель для оптической передачи с кремниевыми фотоэлементами в таких условиях.

Отдельное направление — высотные беспилотники и псевдоспутники. Лазерная подпитка позволяет держать аппарат в воздухе без дозаправки и без увеличения массы батарей. Здесь требования к наведению еще жестче: беспилотник постоянно меняет положение из-за аэродинамических колебаний, и луч нужно непрерывно корректировать в реальном времени.

Спутник — земля

При попытке передать энергию с орбиты на Землю количество ограничений резко возрастает. Атмосфера работает как нестабильная оптическая среда, и на луч влияют облачность, влажность, аэрозоли, температурные неоднородности и турбулентность. Часть энергии поглощается, часть рассеивается, луч теряет фокусировку.

На геостационарной орбите расстояние до поверхности составляет около 36 000 км. Даже минимальная угловая ошибка превращается в серьезное отклонение луча. Поэтому часть проектов смещается к низким орбитам. Terraspark рассматривает именно такую архитектуру: с НОО расстояние до поверхности меньше, а требования к фокусировке менее жесткие. Но возникает другая проблема: спутник быстро движется, время передачи ограничено. Это требует либо крупной группировки, либо цепочки ретрансляции между аппаратами.

Aetherflux идет другим путем: компания делает ставку на инфракрасные лазеры и поэтапное масштабирование от небольших демонстраторов. Основатель Байджу Бхатт вложил 10 млн долларов личных средств на старте, а к 2026 году компания привлекла уже более 360 млн долларов и достигла оценки в 2 млрд долларов. Первый орбитальный демонстратор запланирован на 2026 год. Примечательно, что компания сменила название на Cowboy Space, сместив фокус в сторону орбитальных дата-центров.

Особняком стоит сделка Meta с Overview Energy: компания зарезервировала до 1 ГВт будущей орбитальной мощности для своих дата-центров. Концепция Overview Energy — передача низкоинтенсивного инфракрасного излучения с геосинхронной орбиты на существующие наземные солнечные станции, которые смогут работать и ночью. Первый демонстратор Overview Energy запланирован на 2028 год, коммерческие поставки ожидают после 2030-го. Сама сделка весьма показательна, поскольку орбитальную энергетику впервые стали обсуждать как потенциальный элемент инфраструктуры для крупных ИИ-кластеров.

Почему экономика пока не сходится

Даже при быстром развитии технологии отрасль остается в ситуации, когда стоимость инфраструктуры растет быстрее практической отдачи. Проблема накапливается на каждом уровне: вывод аппаратов на орбиту, высокоточная оптика, тепловые радиаторы, орбитальное обслуживание, наземная инфраструктура приема.

Главный фактор — масса. Для передачи больших объемов энергии нужны не только солнечные панели, но и мощные лазерные излучатели, крупная оптика и системы охлаждения. Рост мощности почти автоматически влечет за собой увеличение массы платформы. А в космической инфраструктуре масса — один из главных экономических ограничителей, даже с учетом снижения стоимости запусков за счет многоразовых ракет.

Добавьте к этому условия эксплуатации. Наземная энергетика строится на десятилетия в относительно стабильной среде. Орбитальная инфраструктура работает под постоянным воздействием радиации и микрочастиц: деградируют панели, ухудшаются характеристики приемников, повреждается оптика. Систему с самого начала нужно проектировать с резервированием и расчетом на ремонт или замену компонентов на орбите.

Для сравнения: солнечная электростанция Shams 1 в ОАЭ мощностью около 100 МВт обошлась примерно в 600 млн долларов. Ее инфраструктурная сложность несопоставима с орбитальными системами. КПД в 15%, показанный в эксперименте NTT и MHI, — это рекорд для таких условий, но для конкуренции с наземной солнечной генерацией нужны принципиально другие показатели.

Именно поэтому рынок смещается не к глобальным орбитальным электростанциям, а к сценариям, где стоимость инфраструктуры можно оправдать отсутствием альтернатив. Спутниковые группировки, высотные беспилотники, автономные орбитальные платформы, удаленные объекты — там, где доставка топлива или строительство классической энергетики обходится еще дороже.

Что дальше

Лазерная передача энергии — редкий случай, когда технология развивается не ради себя самой, а как побочный эффект другой гонки. Пока компании соревнуются в скорости межспутниковой связи, инженерная база для передачи энергии созревает сама собой. Это меняет вопрос с «возможно ли это в принципе» на «когда именно это станет дешевле альтернатив».

КПД 15% — это пока скромно. Но и Москва не сразу строилась.

Что думаете? Где лазерная передача энергии выстрелит первой: в военных беспилотниках, орбитальных дата-центрах или все-таки в энергоснабжении Земли? Или это очередная красивая идея, которая так и останется в стадии демонстраторов?