في عرض رائد، أكد الباحثون الصينيون في جامعة شياندا أنهم تمكنوا من الحفاظ على طيران مستمر للطائرات المسيرة باستخدام نظام نقل طاقة لاسلكية ميكروويف (WPT) يُبث الطاقة من الأرض إلى الطائرة عبر الموجات الميكروويف. وقد حافظ النظام على طيران طائرة مسيرة ذات جناح ثابت لمدة تصل إلى 3.1 ساعة على ارتفاع حوالي 49 قدمًا، حتى مع تحرك كل من مصدر الإشارة الأرضي والطائرة - وهو قفزة مثيرة للإعجاب مقارنةً بالتجارب الثابتة السابقة. لدينا الآن رؤى راسخة حول التكنولوجيا وراء ذلك: أنظمة نقل الطاقة اللاسلكية بالميكروويف (MWPT) تستخدم أجهزة إرسال أرضية ومصفوفات مستقبلات مدمجة بالطائرة لتحويل الموجات الميكروويف إلى طاقة تيار مباشر (DC). تغلب فريق شياندا على تحديات المحاذاة من خلال استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الوقت الحقيقي، وأدوات توجيه الأشعة، وثبات الطيران على متن الطائرة، مما يضمن بقاء الشعاع مثبتًا على الهدف المتحرك. تصاميم مماثلة تستخدم هوائيات مصفوفة متطورة لضبط اتجاه الشعاع ديناميكيًا، مما يقلل من الانقطاعات ويزيد من الكفاءة. تقلل أنظمة MWPT أيضًا من الحاجة إلى البطاريات الضخمة، مما يسمح للطائرات المسيرة بإعادة توزيع الوزن الذي تم توفيره لصالح المستشعرات أو الحمولات الحيوية للمهام الطويلة والأداء العالي. تُظهر هذه الأنظمة وعدًا هائلًا في توسيع قدرة الطائرات المسيرة لتجاوز الحدود التقليدية. بعيدًا عن مهام التحمل العسكرية، يمكن أن تُعيد هذه التقنية للطائرات المسيرة، المُعتمدة على الأشعة، تشكيل التطبيقات المدنية بشكل جذري. ستصبح الزراعة قادرة على استخدام الطائرات المسيرة لمراقبة المحاصيل لعدة أيام دون الحاجة لإعادة الشحن. عمليات الاستجابة للكوارث مثل البحث والإنقاذ، تتبع حرائق الغابات، أو رسم الخرائط في الوقت الحقيقي يمكن أن تستخدم أساطيل بقدرة تحمول حقيقية. يمكن لفرق فحص البنية التحتية إرسال الطائرات المسيرة إلى مناطق نائية أو خطرة، مما يتيح لها استخدام مستشعرات أفضل أو نطاق أطول بفضل تقليل وزن البطارية. حتى خدمات التوصيل يمكنها تجنب التوقفات المتكررة للهبوط، مما يحسن بشكل كبير كفاءة اللوجستيات. يمكن تركيب الشعاع الأرضي إلى الهوائي على منصات متحركة مثل المركبات أو المحطات المؤقتة، مما يخلق شبكات مرنة لتزويد الطائرات المسيرة بالوقود. تخيل الطائرات المسيرة تتوجه إلى "محطات التزود بالوقود" مثل السيارات في محطات البنزين، حيث تشحن سريعًا أثناء الطيران. هذا ليس خيال علمي، بل أداة تشغيلية في المستقبل القريب. ومع ذلك، لا تزال هناك عقبات. مستقبلات MWPT عرضة للتداخل البيئي مثل تلاشي المسارات المتعددة. يمكن أن تؤدي انعكاسات الإشارة، والتشتت، أو العوائق إلى تقليل القدرة بشكل يزيد عن 30 في المئة، خاصة في البيئات الحضرية أو المكتظة. هناك حاجة إلى التحكم المتقدم في الأشعة وتصميم المستقبلات مثل استخدام صمامات شوتكي من نيتريد الغاليوم (GaN) لتثبيت التسليم وزيادة الكفاءة في الظروف المعقدة. تبقى مرونة المستقبل عقبة تقنية رئيسية قبل نشره في بيئات واقعية متنوعة. النظر إلى ما هو أبعد من الطائرات المسيرة، تتماشى تقنية الأشعة الميكروويف الأساسية مباشرة مع الجهود المبذولة في أنظمة الطاقة الشمسية المعتمدة في الفضاء. قامت جامعة شياندا بالفعل ببناء منشأة اختبار أرضية بارتفاع 75 مترًا للطاقة الشمسية الفضائية، تلتقط ضوء الشمس، وتحوله إلى أشعة ميكروويف، وترسله لمسافات قصيرة لإعادة تحويله إلى كهرباء. تتقدم جامعة شياندا في تطوير أنظمة الطاقة الأرضية للطائرات المسيرة وعمليات نقل الطاقة الشمسية-الميكروويف المدارية من خلال البحث التكاملي. معًا، تشير هذه الجهود إلى تحول أوسع نحو نظام طاقة يعتمد على الميكروويف فوق الأرض وتحتها. بالفعل، التكنولوجيا ذات طبقات: تبقي شعاع MWPT مصاعد الطائرات المسيرة في الهواء، في حين أن العمل المتوازي في الطاقة الشمسية المعتمدة من الفضاء قد يؤدي يومًا ما إلى تغذية شبكات MWPT من المدار. هذه الرؤية المتكاملة قد تفتح عصرًا جديدًا لتوصيل الطاقة المحمولة جواً، حيث ستعيد القطاعات العسكرية والمدنية والطاقة تعريفها إذا تم توسيع النموذج الأولي. قد تكون جامعة شياندا تبني بهدوء العمود الفقري لمستقبل معتمد على الميكروويف. تشعر هذه الابتكارات وكأنها مشهد مأخوذ مباشرة من "ذا جتسونز"، البرنامج التلفزيوني الأيقوني الذي تخيل عالمًا حيث تتولى التكنولوجيا المستقبلية المهام اليومية من السيارات الطائرة إلى الروبوتات المنزلية. بشكل ملحوظ، مع هذه الطائرات المسيرة التي تعتمد على الميكروويف، نحن نقترب من ذلك المستقبل، حيث نحول الأفكار السريعة المستقبلية إلى واقع ملموس. لقد بدأت المنافسة رسميًا، وقد لا تبدو مثل أي شيء رأيناه من قبل.