Era il 1900 quando Nikola Tesla – ingegnere serbo arrivato negli Stati Uniti alcuni anni prima a bordo di una nave, con in tasca pochi spiccioli, un libro di poesie e una lettera di raccomandazione firmata da Charles Batchelor e destinata a Thomas Edison – si presentò negli uffici di J.P. Morgan chiedendo un cospicuo finanziamento per costruire una torre aerea per la trasmissione senza fili.
L’invenzione di Tesla riportata nelle testate giornalistiche americane dell’epoca
J.P. Morgan non era solo un banchiere, ma anche un abile uomo d’affari con grandi interessi nel settore elettrico (tanto da aver fondato, nel 1892, la General Electric Company): la proposta di Tesla, oltre che lo stesso ingegnere, convinsero il magnate ad investire 150.000 dollari nel progetto, non prima però che lo scienziato acconsentisse a dargli il 51% dei guadagni (presenti e futuri) derivanti dai suoi progetti relativi alla corrente elettrica, la telefonia e la telegrafia senza fili.
Pochi anni più tardi sorse la Wardenclyffe Tower, destinata alla telefonia commerciale senza fili attraverso l’Atlantico, alla radiodiffusione e alla dimostrazione pratica della fattibilità del trasferimento di energia senza fili. Sfortunatamente, la struttura non divenne mai operativa, tanto meno ne sorsero altre, e il sogno di Tesla tramontò prima ancora di sorgere, pur non venendo mai dimenticato.
Il progetto di Nikola Tesla per una trasmissione wireless – e gratuita – dell’energia elettrica, agli albori del 1900.
Il 7 settembre 2023, centoventi anni dopo la posa della prima pietra, la statunitense DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) ha comunicato l’inizio del programma POWER (Persistent Optical Wireless Energy Relay) che raccoglie il testimone di Tesla, integrandolo con le moderne tecnologie.
L’agenzia governativa ha selezionato tre aziende – RTX Corporation, Draper Laboratory e BEAM Co. – con cui lavorare fianco a fianco per progettare e realizzare relè di potenza ottici “senza fili”, concretizzando un’idea rimasta sospesa per più di un secolo.
Concept art del progetto POWER ~ Credits to DARPA
“Questo progetto ha il potenziale per far avanzare la trasmissione energetica di diversi ordini di grandezza, il che potrebbe rimodellare radicalmente il rapporto della società con l’energia”, ha affermato il dottor Paul Jaffe, alla guida del programma POWER. “Una rete energetica wireless potrebbe sbloccare l’energia da fonti nuove e diverse, anche dallo spazio, e collegarle in modo rapido e affidabile ai consumatori affamati di energia”.
POWER si baserà in gran parte sull’utilizzo di laser per trasmettere energia da una sorgente terrestre a ricevitori distanti, quello che in gergo tecnico si chiama power beaming o tecnica a campo lontano, la stessa tecnologia che Caltech sta usando nello Space-based Solar Power Project.
Paradossalmente, DARPA si troverà a dover superare molte più sfide degli scienziati californiani, impiegando satelliti, aerei o droni, oltre a convertitori di potenza laser fotovoltaici al ricevitore: inoltre, l’assorbimento atmosferico, la dispersione da parte di nuvole, nebbia, pioggia, ecc., provocano inevitabilmente delle perdite, rendendo necessari relè aerei – nell’atmosfera superiore – per poterle ridurre al minimo.
Infine, il laser necessita di una linea di vista diretta con il bersaglio.
Concept art del progetto POWER ~ Credits to DARPA
“Il power beaming può sembrare insolito, ma sfrutta esattamente la stessa fisica utilizzata nella comunicazione wireless”, ha illustrato Jaffe. “Si parte da una fonte di energia, la si converte in un’onda di propagazione, tipicamente elettromagnetica, la si invia attraverso lo spazio libero, la si raccoglie attraverso un’apertura e poi la si riconverte in elettricità”.
POWER, al fine di superare le più importanti difficoltà del progetto, intende progettare e sviluppare efficienti relè di trasmissione che re-indirizzino le trasmissioni di energia ottica massimizzando al tempo stesso la qualità del raggio, in ogni punto lungo il percorso. Inoltre, e questo è un aspetto tutt’altro che secondario, i relè raccoglieranno l’energia secondo necessità.
“Si tratta di uno sforzo di sviluppo in tre fasi, che culmina in un’avvincente dimostrazione di volo con staffetta energetica”, ha spiegato lo scorso anno il colonnello Paul Calhoun, a capo del Tactical Technology Office di POWER “Nella prima fase saranno progettati i relè e studiati aerei piccoli ed economici da impiegare nella futura rete di trasmissione wireless. Nella seconda ci concentreremo sull’integrazione della tecnologia in un pod aereo, mentre la terza sarà un test per fornire 10 kilowatt di potenza laser su 200 km“.
“Ciascuno dei team selezionati ha proposto approcci tecnici unici al problema dei relè di trasmissione di potenza, che vanno da nuove combinazioni di tecnologie esistenti a innovazioni tecnologiche ad alto rischio, ma ad alto rendimento”, ha aggiunto Jaffe. “La gamma di soluzioni proposte comprende un equilibrio tra prestazioni garantite e potenziali scoperte in termini di dimensioni, peso e potenza per consentire piccoli sistemi distribuiti per la futura rete energetica wireless”.
