Nata da 5 Ingegneri del Politecnico di Milano all’orbita terrestre, SunCubes vuole rivoluzionare la ricarica wireless tramite tecnologia laser, ridefinendo i confini della distribuzione elettrica globale e spaziale.
L’attuale scenario tecnologico globale si trova a fronteggiare una sfida energetica senza precedenti: alimentare un numero crescente di dispositivi in contesti operativi nei quali il cablaggio tradizionale risulta inefficiente, costoso o fisicamente impraticabile. L’espansione delle reti digitali, dell’Internet of Things e dei sistemi autonomi ha moltiplicato il numero di apparati che richiedono alimentazione continua, spesso in ambienti remoti, dinamici o difficilmente raggiungibili dalle infrastrutture elettriche convenzionali.
Dai droni impiegati in missioni critiche ai sensori in aree isolate, fino alle future infrastrutture orbitanti e alle basi lunari, la dipendenza da connessioni fisiche rappresenta ancora il principale “collo di bottiglia” per l’autonomia dei sistemi moderni. Le batterie, pur avendo conosciuto importanti miglioramenti, restano vincolate a limiti fisici di densità energetica e richiedono cicli di ricarica o sostituzione che riducono drasticamente la continuità operativa.
In questo contesto, la necessità di una distribuzione di potenza flessibile, continua e indipendente dalla distanza è diventata una priorità strategica per settori come difesa, aerospazio e monitoraggio ambientale. La possibilità di trasmettere energia senza infrastrutture fisiche aprirebbe scenari completamente nuovi: reti di sensori permanenti, droni operativi per periodi illimitati e satelliti alimentati dinamicamente in orbita.
A questa esigenza risponde SunCubes, startup deep-tech nata da cinque Ingegneri del Politecnico di Milano e oggi attiva nel panorama internazionale dell’innovazione energetica. L’azienda è stata fondata da un team multidisciplinare di ingegneri e ricercatori con competenze che spaziano dall’ingegneria aerospaziale alla fotonica, dalla robotica ai sistemi energetici distribuiti. Il progetto ha preso forma proprio negli ambienti di ricerca dell’ateneo milanese, dove le prime sperimentazioni sul trasferimento di energia tramite fascio laser hanno dimostrato il potenziale della tecnologia per applicazioni terrestri e spaziali.
Successivamente incubata presso ESA BIC Milan, il programma dell’Agenzia Spaziale Europea dedicato alle startup della space economy, SunCubes ha trasformato queste ricerche in una piattaforma tecnologica orientata al mercato. L’obiettivo dell’azienda è sviluppare sistemi di power beaming, una tecnologia che utilizza il laser come vettore per trasferire energia a distanza, rendendo possibile una nuova modalità di distribuzione elettrica in cui l’energia non viaggia più soltanto attraverso cavi o batterie, ma può essere inviata direttamente verso dispositivi e piattaforme operative attraverso fasci ottici controllati.
In questa visione, la trasmissione energetica wireless non rappresenta semplicemente un miglioramento incrementale delle tecnologie esistenti, ma un cambio di paradigma: l’energia diventa una risorsa distribuibile dinamicamente, capace di raggiungere in tempo reale sistemi terrestri, aerei o spaziali senza la necessità di infrastrutture fisiche permanenti.
Fondamenti del power beaming: la fisica del trasferimento laser
L’innovazione introdotta da SunCubes non si limita a una semplice evoluzione della ricarica senza fili a corto raggio; si tratta di una vera e propria riconfigurazione dell’architettura energetica basata su principi di ottica avanzata. Il processo di power beaming trasforma radicalmente il modo in cui la potenza elettrica viene distribuita: l’energia, originata da una fonte primaria, viene convertita in un fascio di luce coerente ed estremamente collimato, progettato per mantenere una sezione stabile anche su ampie distanze. Questo vettore energetico viene poi trasmesso nello spazio libero lungo una linea di vista controllata, per essere infine intercettato da un ricevitore specializzato che esegue la riconversione inversa in elettricità pronta all’uso.
In questo modello, il tradizionale collegamento fisico (rigido e costoso) viene sostituito da un canale ottico attivo, intrinsecamente flessibile, orientabile e modulabile. Questa caratteristica permette al sistema di operare con la massima efficacia sia in scenari statici, come l’alimentazione di sensori remoti, sia in contesti dinamici e complessi, tanto sulla superficie terrestre quanto nel vuoto dello spazio profondo.
Il cuore tecnologico del sistema risiede in una sofisticata catena elettro-ottica-elettrica. All’estremità trasmittente troviamo un laser ad alta potenza, e un sistema di ottiche che modellano il fascio così da ottenere un raggio con una divergenza minima. Questa precisione geometrica è fondamentale: permette al fascio di mantenere una sezione trasversale contenuta anche su distanze chilometriche, riducendo drasticamente le perdite di potenza dovute alla diffrazione. All’estremità ricevente, un array fotovoltaico ad alta efficienza è sintonizzato con estrema precisione sulla specifica lunghezza d’onda del laser incidente, massimizzando l’assorbimento dei fotoni e la loro trasformazione in corrente continua.
Secondo i dati tecnici dichiarati dall’azienda, la catena energetica ha già raggiunto livelli di rendimento che ne permettono l’applicazione industriale: la conversione dell’energia in luce laser attesta un’efficienza di circa il 50%, mentre il ricevitore fotovoltaico garantisce una resa del 35%. Un dato particolarmente rilevante riguarda la trasmissione attraverso l’atmosfera che, in condizioni di cielo sereno, arriva a toccare il 99% di efficienza. Il risultato complessivo è un bilancio energetico solido, capace di garantire una fornitura di potenza stabile e superiore rispetto ai sistemi di accumulo tradizionali, aprendo prospettive concrete per l’alimentazione a lungo raggio di piattaforme operative e infrastrutture critiche.
Un elemento di eccellenza del sistema SunCubes è, inoltre, la gestione della geometria del raggio. Il laser è progettato per essere confinato in un percorso cilindrico virtuale tra generatore e bersaglio, minimizzando le dispersioni laterali e mantenendo un’elevata densità di potenza sul ricevitore. A coordinare l’intero processo intervengono sistemi intelligenti di controllo e puntamento, dotati di algoritmi proprietari per l’auto-calibrazione e l’inseguimento del target, garantendo che l’allineamento ottico rimanga perfetto anche in presenza di vibrazioni o lievi spostamenti strutturali.
Un aspetto cruciale nello sviluppo della tecnologia SunCubes riguarda la sicurezza operativa, un elemento fondamentale per rendere il power beaming una soluzione integrabile negli ambienti quotidiani. Poiché il sistema utilizza laser ad alta intensità per trasferire energia, la protezione di persone, fauna e velivoli è garantita da un’architettura di sicurezza a più livelli.
I trasmettitori sono progettati per operare all’interno di corridoi energetici controllati: il fascio laser non è libero nello spazio, ma confinato in un percorso ottico virtuale monitorato costantemente. Grazie all’integrazione di sensori ottici e moduli radio, il sistema è in grado di rilevare in tempo reale qualunque interferenza. Qualora un oggetto imprevisto, un animale o una persona attraversi la linea di vista tra trasmettitore e ricevitore, algoritmi di monitoraggio ultra-rapidi attivano un meccanismo di interruzione automatica.
Questa interruzione avviene in frazioni di secondo, bloccando l’emissione prima che possa verificarsi qualsiasi interazione fisica con l’ostacolo. Questo approccio “fail-safe” assicura che il funzionamento rimanga costantemente entro i parametri di sicurezza, rendendo la tecnologia pienamente compatibile con i più severi standard aeronautici e industriali. In questo modo, il corridoio energetico diventa un’infrastruttura invisibile ma sicura, capace di coesistere con le normali attività umane e operative.
Dal progetto al prodotto
La portata innovativa della tecnologia SunCubes emerge con chiarezza nella sua declinazione commerciale, dove i principi fisici del power beaming vengono tradotti in prodotti ingegnerizzati per rispondere a esigenze operative specifiche. L’azienda ha verticalizzato la propria offerta in due linee principali, distinguendo tra le necessità dei dispositivi statici e le sfide estreme poste dalle piattaforme in movimento.
SunCubes Light è la soluzione dedicata ai dispositivi statici, come sensori ambientali, sistemi di monitoraggio infrastrutturale o videocamere di sorveglianza. In questi scenari, la problematica principale non risiede nella quantità di energia richiesta, quanto nella difficoltà logistica di alimentare apparati situati in luoghi remoti, impervi o privi di rete elettrica. Il sistema Light funge da vero e proprio “ponte energetico” wireless: permette di alimentare intere reti di sensori, senza dover ricorrere a chilometri di cablaggio o alla costosa sostituzione periodica delle batterie, garantendo un’operatività 24/7 anche in assenza di irraggiamento solare.
È la soluzione ideale per parchi naturali, siti minerari, infrastrutture remote o aree industriali prive di rete elettrica.
Un approccio profondamente diverso è quello adottato da SunCubes Lucy, il sistema progettato per piattaforme dinamiche come i droni. In questo caso, la trasmissione laser non è solo un metodo di ricarica, ma una vera estensione energetica della piattaforma. Grazie a Lucy, il velivolo non è più vincolato esclusivamente alla capacità della batteria, potendo ricevere potenza direttamente durante il volo per estendere drasticamente l’autonomia.
La principale sfida ingegneristica vinta con lo sviluppo di Lucy riguarda il mantenimento del puntamento su un bersaglio dinamico. Il sistema utilizza algoritmi proprietari di tracking ad altissima frequenza e meccanismi di allineamento automatico che permettono al trasmettitore di “inseguire” il ricevitore installato sul velivolo, compensando in tempo reale le variazioni di posizione e assetto del velivolo. La configurazione standard di Lucy prevede un ricevitore da circa 200 watt, una distanza operativa che raggiunge i 3 chilometri e un’architettura plug-and-play che ne facilita l’integrazione su diverse classi di droni professionali.
A rendere credibile questa complessa architettura tecnologica è il rigoroso percorso di validazione sperimentale condotto negli ultimi anni, che ha trasformato i prototipi di laboratorio in sistemi affidabili.
Applicazioni: dai droni allo spazio
L’adozione della trasmissione energetica wireless tramite laser non rappresenta solo un’innovazione tecnica, ma una trasformazione operativa radicale, capace di abilitare modelli operativi precedentemente ritenuti impossibili. Svincolare l’energia dalla rete fisica significa trasformarla in un servizio on-demand, trasportabile e flessibile.
A livello internazionale, il power beaming è oggetto di crescente interesse da parte di agenzie spaziali, istituti di ricerca e programmi militari avanzati. Progetti sperimentali condotti da enti come NASA, DARPA e JAXA stanno esplorando diverse architetture di trasmissione energetica a distanza. In questo scenario in rapida evoluzione, l’approccio sviluppato da SunCubes si distingue per l’obiettivo di portare questa tecnologia fuori dal laboratorio, trasformandola in una piattaforma operativa pensata per applicazioni industriali, aerospaziali e infrastrutturali.
Nel settore dei velivoli a pilotaggio remoto (UAV), ad esempio, la capacità di ricarica in volo elimina il limite più critico: l’autonomia temporale. Oggi le missioni sono limitate dalla necessità di rientrare per la ricarica delle batterie, creando “buchi” operativi. La tecnologia SunCubes permette invece una sorveglianza persistente di infrastrutture critiche come gasdotti, linee ferroviarie o confini, garantendo un monitoraggio ambientale continuo e operazioni di ricerca e soccorso ininterrotte. Le piattaforme aeree possono così rimanere operative per tempi indefiniti, superando i vincoli fisici delle batterie tradizionali e aumentando drasticamente l’efficacia di ogni missione.
Un’altra applicazione trasformativa riguarda la sensoristica dislocata in ambienti ostili o inaccessibili. Immaginiamo una stazione trasmittente centrale che funge da hub energetico: essa può alimentare simultaneamente più ricevitori statici entro un raggio di circa un chilometro. Questa architettura “a stella” è ideale per la sicurezza perimetrale di grandi siti industriali, il controllo delle foreste o il monitoraggio di aree minerarie. Oltre a garantire un flusso di potenza costante, anche in assenza di luce solare o in condizioni meteorologiche avverse, questa soluzione riduce drasticamente l’impronta ambientale legata allo smaltimento delle batterie e abbatte i costi di manutenzione logistica.
L’orizzonte più ambizioso della tecnologia SunCubes si sposta però verso l’alto, nella Space Economy. In orbita, la gestione dell’energia è il fattore determinante per il peso, la complessità e il costo di ogni satellite. Oggi, ogni veicolo spaziale deve essere equipaggiato con i propri pannelli solari e sistemi di accumulo, che occupano spazio prezioso. La possibilità di trasferire energia da un “satellite madre”, dotato di ampie vele solari, a una costellazione di veicoli più piccoli e leggeri potrebbe rivoluzionare il design dei satelliti, aumentandone la vita operativa e riducendo i costi di lancio.
Questa visione si estende fino alle future missioni di esplorazione lunare. Nelle regioni polari della Luna, la geografia offre una sfida unica: le “creste di luce eterna”, picchi quasi sempre illuminati dal Sole, si trovano a breve distanza da crateri perennemente in ombra. Un sistema di power beaming potrebbe raccogliere l’energia solare sulle vette e trasmetterla tramite laser direttamente all’interno dei crateri, dove la temperatura estrema permette la conservazione del ghiaccio. Questo renderebbe possibile sostenere basi scientifiche e operazioni di estrazione di risorse in aree dove i pannelli solari sarebbero del tutto inutilizzabili.
Se il trasferimento di energia wireless tramite laser raggiungerà la piena maturità industriale, il concetto stesso di infrastruttura energetica muterà radicalmente. L’energia non sarà più un elemento statico legato a cavi, prese o batterie, ma una risorsa dinamica inviata “al volo” dove e quando serve, attraverso reti ottiche intelligenti capaci di alimentare un ecosistema interconnesso tra terra, cielo e spazio profondo.
