Progetti ambiziosi per lo sviluppo di centrali solari orbitali esistono in tutti i paesi con i propri programmi spaziali. Da ogni metro quadrato in orbita si può estrarre otto volte più energia che sulla Terra, e questo avviene 24 ore su 24 senza interruzioni per la notte. Gli scienziati del California Institute of Technology intendono attuare il loro progetto a dicembre lanciando in orbita il primo prototipo di una centrale solare.
Il progetto Caltech è iniziato con una donazione record nel 2013. Donald Bren, presidente del consiglio di amministrazione della Irvine Company, ha donato poco più di 100 milioni di dollari al programma della centrale solare orbitale Nel 2015, Northrop Grumman ha versato fondi nel progetto, stanziando 17,5 milioni di dollari all'istituto.
Lo sviluppo è stato effettuato in tre direzioni. Un gruppo di scienziati ha sviluppato celle solari ultraleggere, un altro ha creato convertitori ultraleggeri ed efficienti di energia elettrica dalle batterie in radiazioni a microonde e il terzo gruppo ha progettato la struttura dei campi solari per il lancio nello spazio, tenendo conto dei limiti della moderna veicoli di lancio.
Ora tutti e tre i progetti sono racchiusi in un prototipo, che sarà presto inviato in orbita. Le celle solari costruite dal primo gruppo promettono un rapporto peso/potenza da 50 a 100 volte migliore rispetto agli attuali pannelli solari satellitari, compreso l'ultimo sulla ISS.
Il secondo team ha presentato apparecchiature ultraleggere, in miniatura ed economiche per convertire la corrente continua dai pannelli solari in un segnale RF per la successiva trasmissione sulla Terra. La soluzione lo guida attraverso la manipolazione della fase del segnale, promettendo la massima precisione e velocità.
Il pannello stesso è realizzato sotto forma di una piastrella di 10 cm2. Un modulo contiene sia celle solari a doppia faccia che un modulo per la conversione in un segnale RF. Il peso di un modulo è di soli 2,8 g I moduli sono assemblati in strisce larghe 2 m e lunghe fino a 60 m nella parte più lunga del parco solare. Dai nastri viene creato un quadrato con lati di 60 m e il campo stesso per l'invio nello spazio è piegato in una forma molto compatta, quasi come un origami. Da tali quadrati dovrebbe assemblare parchi solari in un'orbita con un'area di 9 km2. In orbita, i campi si trasformeranno indipendentemente in quadrati, il cui meccanismo è anche inventato ed è molto leggero: circa 150 g per m2.
Gli scienziati stanno valutando due opzioni di orbita per i loro parchi orbitali solari: una geosincrona con una direzione costante verso una stazione ricevente sulla Terra e un'orbita più bassa, che è meno costosa in termini di costi di lancio, ma con diverse stazioni "roaming" in orbita con stazioni di ricezione sparse per la Terra. Quest'ultima opzione sembra essere preferibile. Cinque parchi solari in orbita media richiederebbero 39 lanci e fornirebbero tra $ 1 e $ 2 per kilowattora. Questo è da 10 a 20 volte più costoso del costo medio di un kilowattora di energia elettrica negli Stati Uniti oggi, ma dal punto di vista della pulizia ambientale, l'effetto promette di essere significativo.
2022-10-19 13:37:24
Autore: Vitalii Babkin