ESA hävdar proof of concept för solenergi som energikälla • Registret

En nyligen genomförd demonstration har bevisat genomförbarheten av Europeiska rymdorganisationens (ESA) plan att stråla kraft till jorden från rymden, vilket ger astrobyrån lite extra ammunition när den förbereder sig för att be sitt styrande organ om mer pengar för att finansiera forskning om solenergi.

ESA:s rymdbaserade solenergiinitiativ (SBSP) skapade ett förberedande program som heter SOLARIS för att testa strålning av solenergi från satelliter till jorden via mikrovågor. SOLARIS var byråns försök att undersöka vilken teknik som behövs för att förverkliga idén och möjligheten att använda dem.

ESA tillbringade 2022 med att arbeta med olika aspekter av SOLARIS, inklusive att publicera ett par kostnads-/nyttoanalyser och hålla en branschdag med presentationer från rymdorganisationen och dess kommersiella partners, inklusive Airbus.

ESA fann SBSP genomförbart som en kompletterande kraftkälla till markbunden förnybar energi. Och i september visade Airbus att man kunde använda mikrovågor för att överföra kraft på ett avstånd av 36 meter (118 fot), vilket man använde för att lysa upp en miniatyrstad. Det är inte precis Alderaan, men det är en början.

Airbus demonstration kan vara precis vad som behövs för att tippa vågen till förmån för mer pengar till SBSP, om ministrarna inte redan är övertygade.

“Nu när vi framgångsrikt har testat nyckelstenarna i ett framtida rymdbaserat solenergisystem i liten skala för första gången, är vi redo att ta Power Beaming till nästa nivå”, säger Airbus forskningsprojektledare Yoann Thueux.

Även om dessa resultat är uppmuntrande, kan SOLARIS inte göra mer utan mer finansiering från ESA:s ministerråd, som snart kommer att arrangera sitt årliga möte där det hör förfrågningar om kontanter.

Att använda orbital solpaneler för att stråla energi till jorden med hjälp av mikrovågor är inte ett nytt koncept, varken i fiktion eller verklighet. NASA har utforskat idén, liksom Japans rymdorganisation, US Navy, UK Space Energy Initiative, universitet och privata företag.

Hittills verkar Kina vara världsledande inom SBSP, efter att redan ha testat kapaciteten hos en markbaserad mottagare med ballonger som flyter på höjder upp till 300 meter, och planerar för tester på högre höjd.

Rymdbaserad fantasy, eller något mer?

Det finns många anledningar till varför SBSP är spännande: det kan hjälpa världen att nå nettonollmål, kan leverera kraft 24 timmar om dygnet, fångar solenergi mycket mer effektivt eftersom det är på mycket högre höjd och kan minimera mängden utrymme som behövs för att skörda energi i jämförelse med vanliga markbundna solpaneler.

Men ESA medger att rymdbaserade solenergisatelliter för närvarande inte är genomförbara. Tidigare ESA-studier och liknande insatser från andra byråer “har inte hittat några huvudsakliga tekniska showstoppers men oöverkomliga utmaningar för att göra konceptet ekonomiskt lönsamt på grund av höga lanseringskostnader och tekniska utmaningar.”

Ta solfångande satelliter till exempel. För att göra dem tillräckligt effektiva för att vara värda besväret, skulle en enda satellit behöva vara någonstans i närheten av en kilometer eller mer tvärs över. Den skulle vara synlig på himlen som en liten måne – för stor för att vara en rymdstation. Det skulle ge satelliten förmågan att stråla omkring 2GW kraft ner till jorden – samma mängd som genereras av ett markbundet kärnkraftverk.

Men skaffa det här: För att få tag i den mängden kraft kan mottagaren på marken behöva vara tio gånger så stor. Som en jämförelse upptar 2GW Pavagada solpark i Indien cirka 53 kvadratkilometer.

Men till skillnad från arrayer av markbundna solpaneler skulle SBSP-mikrovågsmottagaren tillåta ljus och regnvatten att passera igenom. Det betyder att marken under fortfarande potentiellt kan vara tillgänglig för jordbruksbruk.

Markbaserade farhågor, det är osannolikt att sådana satelliter praktiskt taget kan byggas med dagens teknik. ESA noterade att det tog dussintals uppskjutningar för att bygga den internationella rymdstationen, och sa att det “sannolikt skulle kräva en storleksordning fler uppskjutningar för att montera en solenergisatellit som väger många tusen ton.”

Istället för att se det som ett tecken på att SBSP är ett slöseri med forskningsfinansiering, sa ESA att den nödvändiga forskningen skulle vara en välsignelse för den större rymdindustrin.

“Fotovoltaisk och effektomvandlingseffektivitet, tillverkning i omloppsbana, montering, service och utveckling av utplacerbara antenn” skulle alla vara utvecklingsbiverkningar, sa ESA.

För dem som är oroliga att dessa ansträngningar skulle kunna leverera rymdlasrar som startar löpeld, det är det inte. Mikrovågor, noterar ESA, arbetar med en icke-joniserande frekvens som inte orsakar cellskador. Utöver det har modeller av mikrovågor designade för SBSP-användning en maximal effekttäthet på cirka 250 watt per kvadratmeter i mitten av strålen, medan en person som står nära jordens ekvator vid middagstid skulle sprängas med fyra gånger så mycket.

Ändå är det bara en sak till som ESA sa kommer att vara en del av de många överväganden och “ytterligare tester” som behövs för att få byrån till den punkt där den ser SBSP som något som på ett meningsfullt sätt kan bidra till Europas mål för ren energi. “Endast om och när dessa slutsatser nås skulle ett förslag potentiellt läggas fram för att gå vidare till ett SBSP-utvecklingsprojekt”, sade ESA.

Med andra ord, börja inte leta mot himlen efter skapandet av en Dyson-svärm som kretsar runt jorden ännu. ®

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *