মহাকাশ-ভিত্তিক সৌরশক্তি: সূর্যের আলোকে পৃথিবীতে ফিরিয়ে আনা কি আমাদের শক্তির চাহিদা মেটাতে পারে?

তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানী ফ্রিম্যান ডাইসন একবার একটি এলিয়েন সভ্যতার কল্পনা করেছিলেন যা এতটাই উন্নত ছিল যে এটি একটি দৈত্যাকার, কৃত্রিম শেল দিয়ে তার মূল তারকাকে ঘিরে রেখেছে। এর ভেতরের পৃষ্ঠ "ডাইসন গোলক" সৌর বিকিরণ ক্যাপচার করবে এবং সংগ্রহের পয়েন্টে স্থানান্তর করবে, যেখানে এটি ব্যবহারযোগ্য শক্তিতে রূপান্তরিত হবে। এই ধরনের ধারণা বিজ্ঞান কল্পকাহিনী থেকে যায়, কিন্তু আমাদের নিজস্ব সূর্যের শক্তি ব্যবহার করার জন্য একটি অনুরূপ নীতি একটি অনেক ছোট স্কেলে ব্যবহার করা যেতে পারে?

সর্বোপরি, মেঘের ওপারে, পৃথিবীর কাছাকাছি মহাকাশের রাত্রিহীন অগ্নিতে, মানবতার বাস্তবিকভাবে আগামী শতাব্দীর জন্য প্রয়োজন হতে পারে তার চেয়ে বেশি নিরবচ্ছিন্ন সৌরশক্তি রয়েছে। এই কারণেই একদল বিজ্ঞানী এবং প্রকৌশলী, 50 বছরেরও বেশি সময় ধরে, মহাকাশে এই শক্তি ক্যাপচার করার এবং এটিকে মাটিতে ফিরিয়ে আনার কৌশলগুলির স্বপ্ন দেখছেন।

"মহাকাশ-ভিত্তিক সৌর শক্তি", যেমনটি পরিচিত, সূর্য এবং বাতাসে ট্যাপ করার জন্য ঐতিহ্যগত পদ্ধতির তুলনায় দুটি বিশাল সুবিধা রয়েছে। প্রথমত, মহাকাশে একটি সূর্যালোক-ক্যাপচারিং স্যাটেলাইট স্থাপনের অর্থ হল আমাদের সৌর প্যানেল এবং বায়ু খামার দিয়ে পৃথিবীর বিস্তীর্ণ ভূমি আবরণ করার প্রয়োজন হবে না। দ্বিতীয়ত, স্থানীয় আবহাওয়া থাকা সত্ত্বেও মেঘাচ্ছন্ন বা বাতাস প্রবাহিত হয়ে গেলেও আমাদের যথেষ্ট শক্তির সরবরাহ থাকবে।

এবং এখানে পৃথিবীতে সৌর শক্তি এবং বায়ু শক্তির সমস্যা হল: তারা কখনই আমাদের শক্তির চাহিদাগুলি সামঞ্জস্যপূর্ণ ভিত্তিতে পূরণ করতে পারে না, এমনকি যদি ব্যাপকভাবে প্রসারিত হয়। নটিংহাম বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা গত বছর অনুমান করেছিলেন যে, যুক্তরাজ্য যদি এই পুনর্নবীকরণযোগ্য উত্সগুলির উপর পুরোপুরি নির্ভর করতে থাকে তবে দেশটিকে 65 টেরাওয়াট-ঘন্টার বেশি শক্তি সঞ্চয় করতে হবে। এর জন্য খরচ হবে £170bn, দেশের আসন্ন উচ্চ-গতির রেল নেটওয়ার্কের দ্বিগুণেরও বেশি। (এনার্জি 14 8524).

মহাকাশ-ভিত্তিক সৌর শক্তি উপলব্ধি করার বেশিরভাগ প্রচেষ্টা দুর্ভাগ্যবশত, আপাতদৃষ্টিতে জটিল প্রযুক্তিগত এবং অর্থনৈতিক সমস্যায় পড়েছে। কিন্তু সময় বদলে যাচ্ছে। উদ্ভাবনী স্যাটেলাইট ডিজাইন, সেইসাথে অনেক কম উৎক্ষেপণ খরচ, হঠাৎ করে মহাকাশ-ভিত্তিক সৌরশক্তিকে বাস্তবসম্মত সমাধান বলে মনে করছে। জাপান এটিকে একটি জাতীয় লক্ষ্য হিসাবে আইনে লেখা হয়েছে, যখন ইউরোপীয় স্পেস এজেন্সি ধারণা জন্য একটি কল আউট করা হয়েছে. চীন এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র উভয়ই বিল্ডিং টেস্ট সুবিধা।

এদিকে, একটি 2021 সালে যুক্তরাজ্য সরকার কর্তৃক প্রকাশিত পরামর্শ উপসংহারে পৌঁছেছেন যে স্থান-ভিত্তিক সৌর শক্তি প্রযুক্তিগত এবং অর্থনৈতিকভাবে সম্ভব। উদ্বেগজনকভাবে, এটি মনে করে যে এই প্রযুক্তিগত সমাধানটি 10 সালের জলবায়ু পরিবর্তন সংক্রান্ত আন্তঃসরকারি প্যানেলের "নিট শূন্য" লক্ষ্যের 2050 বছর আগে অনুশীলন করা যেতে পারে। তাহলে মহাকাশ ভিত্তিক সৌরশক্তি কি আমাদের জলবায়ুর সমস্যার উত্তর? এবং যদি তাই হয়, তাহলে এটি বাস্তবে পরিণত হতে বাধা দিচ্ছে কি?

মহাকাশের স্বপ্ন

মহাকাশ থেকে সৌরবিদ্যুতের মূল ধারণাটি 1968 সালে আর্থার ডি লিটলের পরামর্শদাতা মার্কিন প্রকৌশলী পিটার গ্লেসার দ্বারা স্বপ্নে দেখা হয়েছিল। তিনি পৃথিবী থেকে প্রায় 36,000 কিলোমিটার উপরে জিওস্টেশনারি কক্ষপথে একটি বিশাল ডিস্ক-আকৃতির উপগ্রহ স্থাপন করার কল্পনা করেছিলেন। (বিজ্ঞান 162 857). প্রায় 6 কিলোমিটার ব্যাসের উপগ্রহটি সূর্যালোক সংগ্রহ করে তা বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করতে ফটোভোলটাইক প্যানেল দিয়ে তৈরি করা হবে। এই শক্তিটি তখন একটি টিউব পরিবর্ধক ব্যবহার করে মাইক্রোওয়েভে পরিণত হবে এবং 2 কিমি-ব্যাসের ট্রান্সমিটারের মাধ্যমে পৃথিবীতে বিমিত হবে।

এটি অবিচ্ছিন্ন, বেসলাইন বৈদ্যুতিক শক্তি সরবরাহ করার সম্ভাবনা সহ সবুজ, পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির একমাত্র রূপ।

ক্রিস রোডেনবেক, ইউএস নেভাল রিসার্চ ল্যাবরেটরি

মাইক্রোওয়েভের সৌন্দর্য হল তারা এখানে পৃথিবীতে মেঘ দ্বারা শোষিত হয় না এবং তাই আমাদের বায়ুমণ্ডলের মধ্য দিয়ে বহুলাংশে (যদিও সম্পূর্ণ নয়) অবাধে চলে যায়। Glaser তাদের 3 কিমি ব্যাসের একটি নির্দিষ্ট অ্যান্টেনা দ্বারা সংগ্রহ করা হয়েছে, যেখানে তারা গ্রিডের জন্য বিদ্যুতে রূপান্তরিত হবে। "যদিও সৌর শক্তির রূপান্তরের জন্য উপগ্রহের ব্যবহার কয়েক দশক দূরে হতে পারে," তিনি লিখেছেন, "ভবিষ্যত উন্নয়নের নির্দেশিকা হিসাবে প্রয়োজনীয় প্রযুক্তির বিভিন্ন দিক অন্বেষণ করা সম্ভব।"

প্রাথমিক প্রতিক্রিয়া অন্তত কিছু ত্রৈমাসিকে ইতিবাচক ছিল, NASA আরও অধ্যয়নের জন্য গ্লাসারের কোম্পানি, আর্থার ডি লিটলকে একটি চুক্তি প্রদান করে। বছরের পর বছর ধরে, যাইহোক, মহাকাশ-ভিত্তিক সৌর শক্তিতে পরবর্তী গবেষণার উপসংহারগুলি সতর্কতামূলকভাবে ইতিবাচক থেকে বাহ্যিকভাবে নেতিবাচক পর্যন্ত হয়েছে।

2015 সালে, উদাহরণস্বরূপ, প্রযুক্তিটি একটি উষ্ণ রায় ছাড়া আর কিছু পায়নি ইউএস আর্মি ওয়ার কলেজের স্ট্র্যাটেজিক স্টাডিজ ইনস্টিটিউট (এসএসআই) থেকে একটি প্রতিবেদনে, যা "কোন বাধ্যতামূলক প্রমাণ" উদ্ধৃত করে যে মহাকাশ সৌর শক্তি স্থলজ শক্তি উৎপাদনের সাথে অর্থনৈতিকভাবে প্রতিযোগিতামূলক হতে পারে। এসএসআই বিশেষ করে মহাকাশে এত বিশাল কক্ষপথের কাঠামো পাওয়ার বিষয়ে তার প্রবক্তাদের দ্বারা তৈরি "সন্দেহজনক অনুমান" এর সমালোচনা করেছে। সহজ কথায়, প্রতিবেদনে বলা হয়েছে যে পর্যাপ্ত লঞ্চ যানবাহন নেই, এবং যেগুলি পাওয়া যায় সেগুলি খুব ব্যয়বহুল।

কিন্তু এসএসআই-এর কম উজ্জ্বল রায় বেসরকারি কোম্পানির সামনে এসেছে – বিশেষ করে স্পেস এক্স - মহাকাশ শিল্পকে রূপান্তর করতে শুরু করে। গবেষণা ও উন্নয়নে ট্রায়াল-এন্ড-এরর মনোভাবের সাথে পুনঃব্যবহারযোগ্য রকেট সিস্টেমকে একত্রিত করে, ইউএস ফার্ম, গত এক দশকে, পৃথিবীর কাছাকাছি কক্ষপথে উৎক্ষেপণের খরচ 10 (প্রতি কিলো পেলোড) এরও বেশি ফ্যাক্টর কমিয়েছে ), আরও মাত্রার আদেশ দ্বারা এটি হ্রাস করার পরিকল্পনা সহ। এসএসআই লঞ্চ খরচ সম্পর্কে একটি প্রধান সীমাবদ্ধতা হিসাবে বিবেচনা করে, আসলে, এটি আর একটি সমস্যা নয়।

এমন নয় যে মহাকাশে স্যাটেলাইট পাওয়ার খরচই একমাত্র স্টিকিং পয়েন্ট। গ্লাসারের মূল ধারণাটি প্রতারণামূলকভাবে সহজ ছিল, অনেকগুলি লুকানো চ্যালেঞ্জ সহ। প্রারম্ভিকদের জন্য, যখন একটি উপগ্রহ পৃথিবীকে প্রদক্ষিণ করে, সূর্যের মধ্যবর্তী কোণ, নৈপুণ্য এবং পৃথিবীর যে বিন্দুতে শক্তি পাঠানো হয় তা ক্রমাগত পরিবর্তিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, যদি একটি জিওস্টেশনারি স্যাটেলাইট পৃথিবীতে প্রশিক্ষিত হয়, তবে এর ফটোভোলটাইকগুলি দুপুরে সূর্যের দিকে মুখ করবে কিন্তু মধ্যরাতে তাদের পিঠ সূর্যের দিকে থাকবে। অন্য কথায়, স্যাটেলাইটটি সব সময় বিদ্যুৎ উৎপাদন করবে না।

এই সমস্যার মূল সমাধান ছিল মাইক্রোওয়েভ ট্রান্সমিটারের সাপেক্ষে ফটোভোলটাইক প্যানেলগুলিকে ক্রমাগত ঘোরানো, যা স্থির থাকবে। ফটোভোলটাইক প্যানেলগুলি সর্বদা সূর্যের দিকে নির্দেশ করবে, যখন ট্রান্সমিটারগুলি সর্বদা পৃথিবীর দিকে মুখ করবে। 1979 সালে NASA দ্বারা গ্লাসারের ধারনাগুলির বিকাশ হিসাবে প্রথম এগিয়ে দেওয়া হয়েছিল, বেইজিংয়ের চায়না একাডেমি অফ স্পেস টেকনোলজির প্রকৌশলীদের দ্বারা 2015 সালের একটি প্রস্তাবে সমাধানটি আরও বাড়ানো হয়েছিল, যারা এটিকে মাল্টি-রোটারি জয়েন্টস সোলার পাওয়ার স্যাটেলাইট নামে অভিহিত করেছিল, বা এমআর-এসপিএস (চিত্র 1)।

এদিকে, জন ম্যানকিন্স, একজন প্রাক্তন NASA ইঞ্জিনিয়ার, 2012 সালে একটি প্রতিদ্বন্দ্বী সমাধান উদ্ভাবন করেছিলেন। ডাব করা হয়েছে এসপিএস আলফা, তার ধারণা ছিল সৌর প্যানেল এবং ট্রান্সমিটার স্থির রাখা, কিন্তু প্যানেলের চারপাশে অসংখ্য আয়না ইনস্টল করা (চিত্র 2)। হেলিওস্ট্যাট হিসাবে পরিচিত, এই আয়নাগুলি ঘোরাতে সক্ষম হবে, ক্রমাগত সূর্যালোককে সৌর প্যানেলের উপর পুনঃনির্দেশিত করবে এবং এর ফলে উপগ্রহটিকে বিরতি ছাড়াই পৃথিবীতে শক্তি সরবরাহ করার অনুমতি দেবে।

MR-SPS বা SPS আলফা উভয়ই সন্তোষজনক নয়, অনুসারে ইয়ান ক্যাশ, পরিচালক এবং প্রধান প্রকৌশলী এ ইন্টারন্যাশনাল ইলেকট্রিক কোম্পানি লিমিটেড অক্সফোর্ডশায়ার, যুক্তরাজ্যে। স্বয়ংচালিত, মহাকাশ এবং শক্তি সেক্টরে ইলেকট্রনিক সিস্টেমের একজন প্রাক্তন ডিজাইনার, ক্যাশ এক দশক আগে পরিষ্কার, বৃহৎ আকারের শক্তির উত্সগুলির ব্যক্তিগত বিকাশের দিকে মনোনিবেশ করেছিলেন। প্রাথমিকভাবে পারমাণবিক ফিউশনের সম্ভাবনার দ্বারা প্রলুব্ধ হয়ে, তিনি এর "সত্যিই কঠিন" সমস্যার দ্বারা প্রত্যাখ্যান করেছিলেন এবং দ্রুত স্থান ভিত্তিক সৌর শক্তিতে সবচেয়ে বাস্তব বিকল্প হিসাবে অবতরণ করেছিলেন।

ক্যাশের জন্য, এমআর-এসপিএস এবং এসপিএস আলফা উভয়ের সমস্যা হল যে তাদের স্যাটেলাইটের কিছু অংশ অন্যদের তুলনায় ঘোরাতে হবে। তাই প্রতিটি অংশকে শারীরিকভাবে অন্যটির সাথে সংযুক্ত থাকতে হবে এবং একটি স্পষ্ট জয়েন্টের প্রয়োজন হবে যা নড়াচড়া করবে। সমস্যা হল, যখন ইন্টারন্যাশনাল স্পেস স্টেশনের মতো স্যাটেলাইটে ব্যবহার করা হয়, তখন এই ধরনের জয়েন্টগুলি পরিধান এবং ছিঁড়ে যাওয়ার কারণে ব্যর্থ হতে পারে। আর্টিকুলেটেড জয়েন্টগুলি বাদ দিলে একটি সৌর-বিদ্যুৎ স্যাটেলাইট আরও নির্ভরযোগ্য হবে, ক্যাশ উপসংহারে পৌঁছেছে। "আমি খুঁজে বের করতে চেয়েছিলাম যে একটি কঠিন-রাষ্ট্র সমাধানের জন্য কী লাগবে যা সর্বদা সূর্য এবং পৃথিবীকে দেখে," তিনি বলেছেন।

2017 নাগাদ ক্যাশ এটি খুঁজে বের করেছিল, বা তাই তিনি দাবি করেছেন। তার CASSIOPeiA ধারণা একটি স্যাটেলাইট যা মূলত একটি সর্পিল সিঁড়ির মতো দেখায়, ফটোভোলটাইক প্যানেলগুলি হল "ট্রেড" এবং মাইক্রোওয়েভ ট্রান্সমিটার - রড-আকৃতির ডাইপোল - "রাইজার"। এর চতুর হেলিকাল জ্যামিতির অর্থ হল CASSIOPeiA কোন চলমান অংশ ছাড়াই 24 ঘন্টা সৌর শক্তি গ্রহণ এবং প্রেরণ করতে পারে (চিত্র 3)।

নগদ, যিনি সম্পর্কিত বৌদ্ধিক সম্পত্তির লাইসেন্স দিয়ে CASSIOPeiA থেকে লাভ করতে চান, তার ধারণার অন্যান্য অনেক সুবিধা দাবি করেন। তার প্রস্তাবিত স্যাটেলাইটটি শত শত (এবং সম্ভবত হাজার হাজার) ছোট মডিউল একসাথে সংযুক্ত করে তৈরি করা যেতে পারে, প্রতিটি মডিউল সৌর শক্তি ক্যাপচার করে, এটিকে ইলেকট্রনিকভাবে মাইক্রোওয়েভে রূপান্তর করে এবং তারপরে পৃথিবীতে প্রেরণ করে। এই পদ্ধতির সৌন্দর্য হল যে কোনও একটি মডিউল যদি মহাজাগতিক রশ্মি বা মহাকাশের ধ্বংসাবশেষ দ্বারা আঘাতপ্রাপ্ত হয়, তবে এর ব্যর্থতা পুরো সিস্টেমকে ছিটকে দেবে না।

CASSIOPeiA-এর আরেকটি সুবিধা হল যে নন-ফটোভোলটাইক উপাদানগুলি স্থায়ীভাবে ছায়ায় থাকে, যা তাপ অপচয় কমিয়ে দেয় - যা স্থানের সংবহনহীন শূন্যতায় একটি সমস্যা। অবশেষে, উপগ্রহটি সবসময় সূর্যের দিকে অভিমুখী হওয়ায় এটি উচ্চ উপবৃত্তাকার সহ আরও ধরনের কক্ষপথ দখল করতে পারে। এটি তখন, মাঝে মাঝে, ভূ-স্থির হওয়ার চেয়ে পৃথিবীর কাছাকাছি হবে, যা এটিকে সস্তা করে তোলে কারণ আপনাকে এত বিশাল ট্রান্সমিটারের ভিত্তিতে নকশা মাপতে হবে না।

সম্ভবত আশ্চর্যজনকভাবে, ক্যাশের প্রতিযোগীরা তার মূল্যায়নের সাথে একমত নন। Mankins, যারা এখন ভিত্তি করে আর্টেমিস ইনোভেশন ম্যানেজমেন্ট সলিউশন ক্যালিফোর্নিয়া, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে, তার এসপিএস-আলফা ধারণার উচ্চারিত হেলিওস্ট্যাটগুলি একটি সমস্যা বলে বিরোধিতা করে। পরিবর্তে, তিনি দাবি করেন যে তারা "অত্যন্ত পরিপক্ক প্রযুক্তির একটি সাধারণ সম্প্রসারণ" যা ইতিমধ্যেই তরল গরম করতে এবং টারবাইন চালাতে সূর্যালোককে কেন্দ্রীভূত করতে ব্যবহৃত হয়। "সৌর টাওয়ার" এখানে পৃথিবীতে। তিনি আরও বিশ্বাস করেন যে CASSIOPeiA-এর জন্য প্রয়োজনীয় দ্বৈত আয়নাগুলি একটি সমস্যা হতে পারে কারণ সেগুলি অবশ্যই খুব সুনির্দিষ্টভাবে তৈরি করা উচিত।

“আমি ইয়ান এবং তার কাজের প্রতি উচ্চ শ্রদ্ধাশীল; তার সাম্প্রতিক CASSIOPeiA ধারণাটি SPS-আলফা সহ চরিত্রে খুব মিল, এমন অনেকগুলির মধ্যে একটি,” ম্যানকিন্স বলেছেন। "তবে, আমি তার প্রত্যাশার সাথে একমত নই যে CASSIOPeiA এসপিএস-আলফার চেয়ে উচ্চতর প্রমাণিত হবে।" ম্যানকিনদের জন্য, মহাকাশ-ভিত্তিক সৌর বিদ্যুতের সর্বোত্তম পন্থা শেষ পর্যন্ত উন্নয়ন প্রকল্পের ফলাফলের উপর নির্ভর করবে, এখানে পৃথিবীতে প্রতি কিলোওয়াট-ঘণ্টা বিদ্যুতের প্রকৃত খরচ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টর।

পরিমাপযোগ্য এবং আকর্ষণীয়

মহাকাশ সৌর বিদ্যুতের প্রতি আগ্রহ আরও বৃদ্ধি পেয়েছে ইউকে সরকারের 2021 রিপোর্ট প্রযুক্তির মধ্যে, যা খুব কমই ধারণা সম্পর্কে আরও ইতিবাচক হতে পারে। এটি যুক্তরাজ্য ভিত্তিক কনসালটেন্সির ইঞ্জিনিয়ারদের দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল ফ্রেজার-ন্যাশ, যারা SPS Alpha, MR-SPS এবং CASSIOPeiA-এর উদ্ভাবক সহ - অনেক সংখ্যক মহাকাশ-প্রকৌশল এবং শক্তি বিশেষজ্ঞদের সাথে যোগাযোগ করেছেন।

প্রতিবেদনে উপসংহারে বলা হয়েছে যে জিওস্টেশনারি কক্ষপথে 1.7 কিমি-প্রশস্ত CASSIOPeiA উপগ্রহটি 100 কিলোমিটারে সৌর বিকিরণ প্রেরণ করে।² এখানে পৃথিবীতে অবস্থিত মাইক্রোওয়েভ রিসিভারের অ্যারে (বা "রেক্টেনা") 2 গিগাওয়াট একটানা শক্তি উৎপন্ন করবে। এটি একটি বড় প্রচলিত পাওয়ার স্টেশন থেকে আউটপুটের সমতুল্য। এটি বিদ্যমান থেকেও অনেক ভালো, বলুন লন্ডন অ্যারে উইন্ড ফার্ম টেমস মোহনায়, যা প্রায় 25% বড় কিন্তু গড়ে মাত্র 190 মেগাওয়াট শক্তি উৎপন্ন করে।

তবে, প্রতিবেদনের অর্থনৈতিক বিশ্লেষণ ছিল আরও আকর্ষণীয়। একটি অনুমানের উপর ভিত্তি করে যে একটি পূর্ণ-আকারের সিস্টেম বিকাশ এবং চালু করতে £16.3 বিলিয়ন খরচ হবে এবং বছরে 20% বিনিয়োগের উপর ন্যূনতম হারে রিটার্নের অনুমতি দেয়, এটি উপসংহারে পৌঁছেছে যে একটি স্থান-ভিত্তিক সৌর-বিদ্যুত সিস্টেম প্রায় 100 বছরের জীবদ্দশায়, প্রতি MWh £50 এ শক্তি উৎপন্ন করতে পারে।

ফ্রেজার-ন্যাশ বলেছেন যে এটি বর্তমান স্থলজ বায়ু এবং সৌর শক্তির চেয়ে 14-52% বেশি ব্যয়বহুল। কিন্তু, সমালোচনামূলকভাবে, এটি বায়োমাস, পারমাণবিক বা সবচেয়ে দক্ষ গ্যাস শক্তির উত্সের তুলনায় 39-49% সস্তা, যা বর্তমানে নিরবচ্ছিন্ন "বেস লোড" শক্তি সরবরাহ করতে সক্ষম। প্রতিবেদনের লেখকরা আরও বলেছেন যে খরচের জন্য তাদের রক্ষণশীল অনুমান "উন্নয়ন এগিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে হ্রাস পাবে বলে আশা করা হবে"।

"এটি অবিশ্বাস্যভাবে মাপযোগ্য," বলেছেন মার্টিন সোলটাউ ফ্রেজার-ন্যাশ, লেখকদের একজন। এবং পৃথিবীর চারপাশের মহাকাশে সূর্যালোকের স্তর নীচের চেয়ে অনেক বেশি উজ্জ্বল হওয়ায়, তিনি মনে করেন প্রতিটি সৌর মডিউল মাটিতে স্থাপন করা হলে তার চেয়ে 10 গুণ বেশি সংগ্রহ করবে। প্রতিবেদনে বলা হয়েছে যে 15 সালের মধ্যে দেশের শক্তির চাহিদার এক চতুর্থাংশ সরবরাহ করতে ইউকে-র মোট 2050টি স্যাটেলাইটের প্রয়োজন - প্রতিটির নিজস্ব রেক্টেনা সহ।

যদি স্কিমটি আরও বাড়ানো হয়, তবে এটি নীতিগতভাবে সমস্ত বৈশ্বিক বিদ্যুতের চাহিদার 150% এরও বেশি সরবরাহ করতে পারে (যদিও একটি স্থিতিস্থাপক শক্তি সরবরাহ সাধারণত উত্সের বিস্তৃত মিশ্রণকে নির্দেশ করে)। স্পেস-ভিত্তিক সৌর শক্তি, সোলটাউ যোগ করে, পৃথিবী-ভিত্তিক পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির উত্সগুলির তুলনায় পরিবেশের উপর অনেক কম প্রভাব ফেলবে। কার্বন পদচিহ্ন ছোট হবে, বিরল-পৃথিবী খনিজগুলির জন্য খুব কম চাহিদা থাকবে এবং বায়ু টারবাইনের বিপরীতে কোন শব্দ বা লম্বা দৃশ্যমান কাঠামো থাকবে না।

যে সব সত্য হতে খুব ভাল শোনাচ্ছে, এটা ভাল হতে পারে. ফ্রেজার-ন্যাশ রিপোর্ট বেশ কয়েকটি "উন্নয়ন সমস্যা" স্বীকার করে, বিশেষ করে বেতার শক্তি স্থানান্তরকে আরও দক্ষ করার উপায় খুঁজে বের করা। ক্রিস রোডেনবেক, ওয়াশিংটন ডিসিতে ইউএস নেভাল রিসার্চ ল্যাবরেটরির একজন বৈদ্যুতিক প্রকৌশলী বলেছেন যে প্রযুক্তির বড় আকারের প্রদর্শনগুলি অর্জন করা কঠিন। তাদের জন্য টেকসই বিনিয়োগ এবং ইলেকট্রনিক উপাদানগুলিতে লক্ষ্যযুক্ত অগ্রগতির প্রয়োজন, যেমন উচ্চ-শক্তি সংশোধনকারী ডায়োড, যা সহজে পাওয়া যায় না।

সৌভাগ্যবশত, ওয়্যারলেস এনার্জি ট্রান্সমিশন কয়েক দশক ধরে অগ্রসর হচ্ছে। 2021 সালে রডেনবেকের দল 1.6 কিলোমিটার দূরত্বে 1 কিলোওয়াট বৈদ্যুতিক শক্তি পাঠিয়েছে, যার মাইক্রোওয়েভ থেকে বিদ্যুৎ রূপান্তর দক্ষতা 73%। এটির মুখে, এটি এখন পর্যন্ত বেতার শক্তির সবচেয়ে শক্তিশালী প্রদর্শনের চেয়ে কম চিত্তাকর্ষক, যা 1975 সালে হয়েছিল যখন কর্মীরা নাসার গোল্ডস্টোন ল্যাব ক্যালিফোর্নিয়ায় 10% এর উপরে দক্ষতায় 80 GHz মাইক্রোওয়েভকে বিদ্যুতে রূপান্তরিত করেছে। তবে গুরুত্বপূর্ণভাবে, রোডেনবেক নিম্ন-ফ্রিকোয়েন্সি 2.4 গিগাহার্টজ মাইক্রোওয়েভ ব্যবহার করেছিলেন, যা মহাকাশে বায়ুমণ্ডলীয় ক্ষতির সম্মুখীন হবে।

উচ্চতর বিচ্ছুরণ (বিম স্প্রেডিং) প্রতিরোধ করার জন্য যা স্বাভাবিকভাবেই নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে ঘটে, গবেষকরা মাইক্রোওয়েভগুলিকে রিসিভার অ্যারের দিকে "বাউন্স" করার জন্য আশেপাশের ভূখণ্ডকে কাজে লাগিয়েছেন, যার ফলে শক্তির ঘনত্ব 70% বৃদ্ধি পেয়েছে (IEEE J. মাইক্রো 2 28) "আমরা [পরীক্ষা] বিশ্বব্যাপী মহামারী চলাকালীন মোটামুটি দ্রুত এবং সস্তায় করেছি," রডেনবেক বলেছেন। "আমরা আরও অর্জন করতে পারতাম।"

প্রাথমিক নির্মাণের জন্য মহাকাশে একটি 24/7 কারখানার প্রয়োজন হবে, পৃথিবীতে একটি গাড়ি কারখানার মতো একটি সমাবেশ লাইন সহ।

ইয়াং গাও, ইউনিভার্সিটি অফ সারে

রোডেনবেক মহাকাশ ভিত্তিক সৌরবিদ্যুতের সম্ভাবনা সম্পর্কে আশাবাদী। যেখানে পারমাণবিক ফিউশন হচ্ছে, তিনি দাবি করেন, "পদার্থবিজ্ঞানের মৌলিক সমস্যাগুলির বিরুদ্ধে দৌড়ানো", স্থান-ভিত্তিক সৌর শক্তি - এবং বেতার শক্তি স্থানান্তর - নিছক "ডলারের বিপরীতে চলছে"। "[এটি] সবুজ, পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির একমাত্র রূপ যা অবিচ্ছিন্ন, বেসলাইন বৈদ্যুতিক শক্তি সরবরাহ করার সম্ভাবনা রয়েছে," রোডেনবেক দাবি করেন। "নিয়ন্ত্রিত পারমাণবিক সংমিশ্রণে একটি প্রযুক্তিগত অগ্রগতি বাদ দিলে, মনে হয় যে মানবজাতি ভবিষ্যতের শক্তির প্রয়োজনের জন্য মহাকাশ সৌর শক্তি ব্যবহার করবে।"

সতর্কতার একটি নোট, যদিও, থেকে আসে ইয়াং গাও, যুক্তরাজ্যের সারে ইউনিভার্সিটির একজন মহাকাশ প্রকৌশলী, যিনি স্বীকার করেছেন যে প্রস্তাবিত মহাকাশ ব্যবস্থার "নিছক স্কেল" "অনেক মন ছুঁয়ে যাওয়া"। তিনি বিশ্বাস করেন যে প্রাথমিক নির্মাণের জন্য সম্ভবত স্বায়ত্তশাসিত রোবট ব্যবহার করে "মহাকাশে একটি 24/7 কারখানা, পৃথিবীতে একটি গাড়ির কারখানার মতো একটি সমাবেশ লাইনের" প্রয়োজন হতে পারে। সুবিধা বজায় রাখার জন্য, একবার নির্মিত, গাও বলেছেন যে এটি "চাহিদার" হবে।

ক্যাশের জন্য, একটি মহাকাশ-শক্তি স্যাটেলাইট যে কক্ষপথটি দখল করবে তা গুরুত্বপূর্ণ। একটি জিওস্টেশনারি সৌর-শক্তি স্যাটেলাইট পৃথিবী থেকে এত দূরে থাকবে যে এটিকে দক্ষতার সাথে শক্তি প্রেরণের জন্য বিশাল এবং ব্যয়বহুল ট্রান্সমিটার এবং রেক্টেনার প্রয়োজন হবে। কিন্তু ক্যাশ বলে, ছোট, উচ্চ উপবৃত্তাকার কক্ষপথে একাধিক উপগ্রহের সুবিধা গ্রহণ করে, বিনিয়োগকারীরা মূলধনের একটি ভগ্নাংশের সাথে CASSIOPeiA ধারণার ছোট কাজের সিস্টেম উপলব্ধি করতে পারে। SPS আলফা এবং MR-SPS, বিপরীতে, প্রথম দিন থেকে পূর্ণ আকারের হতে হবে।

যথেষ্ট ইচ্ছা আছে?

এবং তবুও মহাকাশ ভিত্তিক সৌরবিদ্যুতের জন্য সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জ অর্থনৈতিক বা প্রযুক্তিগত নয়, রাজনৈতিক হতে পারে। এমন একটি বিশ্বে যেখানে উল্লেখযোগ্য সংখ্যক মানুষ 5G মোবাইল প্রযুক্তিকে ঘিরে ষড়যন্ত্র তত্ত্বে বিশ্বাস করে, মহাকাশ থেকে পৃথিবীতে গিগাওয়াট মাইক্রোওয়েভ শক্তির বিমিং একটি কঠিন বিক্রি প্রমাণ করতে পারে – সর্বোচ্চ রশ্মির তীব্রতা সবেমাত্র 250 W/m হওয়া সত্ত্বেও², বিষুব রেখায় সর্বোচ্চ সৌর তীব্রতার এক চতুর্থাংশেরও কম।

প্রকৃতপক্ষে, ইউকে রিপোর্ট স্বীকার করে যে এর প্রবক্তাদের জনসাধারণের ক্ষুধা পরীক্ষা করতে হবে এবং মূল ধারণাগুলির চারপাশে "একটি কথোপকথন তৈরি করতে হবে"। কিন্তু প্রকৃত প্রযুক্তিগত এবং সামাজিক বিবেচনাও আছে। রেক্টেনা কোথায় সাইট করা হবে? মহাকাশের আবর্জনা যোগ না করে কীভাবে স্যাটেলাইটগুলি তাদের জীবনের শেষ সময়ে বিচ্ছিন্ন করা হবে? মাইক্রোওয়েভ স্পেকট্রামে অন্য কিছুর জন্য কি স্থান থাকবে? এবং সিস্টেম আক্রমণের জন্য দুর্বল হবে?

এর প্রতিবেদনের পরিপ্রেক্ষিতে, দ্য যুক্তরাজ্য সরকার £3m একটি তহবিল উন্মোচন করেছে প্রাক্তন ব্যবসায়িক সেক্রেটারি কোয়াসি কোয়ার্টেং বলেছেন যে স্পেস-ভিত্তিক সৌর শক্তি "পুরো বিশ্বের জন্য একটি সাশ্রয়ী মূল্যের, পরিচ্ছন্ন এবং নির্ভরযোগ্য শক্তির উত্স সরবরাহ করতে পারে" সহ শিল্পগুলিকে কিছু মূল প্রযুক্তির বিকাশে সহায়তা করতে। নগদ পাত্রটি এই স্কেলের একটি উদ্যোগের দিকে খুব বেশি যাওয়ার সম্ভাবনা নেই, এই কারণেই সোলটাউ একটি ব্যবসা প্রতিষ্ঠা করতে সাহায্য করেছে স্পেস সোলার, যা বেসরকারি বিনিয়োগকারীদের কাছ থেকে প্রাথমিক £200m সংগ্রহের আশা করছে।

এদিকে, তিনি একটি "ইচ্ছুক সহযোগিতা" কল কি স্পেস এনার্জি ইনিশিয়েটিভ, 50 টিরও বেশি একাডেমিক প্রতিষ্ঠান, কোম্পানি এবং সরকারী সংস্থা থেকে বিজ্ঞানী, প্রকৌশলী এবং বেসামরিক কর্মচারীদের একত্রিত করেছে, যারা কাজ করছে প্রো বোনো একটি কার্যকরী ব্যবস্থা কার্যকর করতে সাহায্য করার জন্য। স্পেসএক্স এখনও তালিকায় নেই, তবে সোলটাউ মার্কিন সংস্থার দৃষ্টি আকর্ষণ করেছে বলে দাবি করেছে। "তারা খুব আগ্রহী," তিনি বলেছেন।

নগদ বিনিয়োগ পাওয়া যাবে সন্দেহ নেই. স্থলীয় পুনর্নবীকরণযোগ্য নিরবচ্ছিন্ন, বেস-লোড শক্তি সরবরাহ করতে পারে না বিপুল ব্যয়বহুল ব্যাটারি পরিকাঠামো ছাড়া, যখন পারমাণবিক সর্বদা কঠোর বিরোধিতার মুখোমুখি হয়। স্পেস-ভিত্তিক সৌর শক্তি, ক্যাশ বিশ্বাস করে, যদি আমরা নেট-জিরোতে আঘাত করতে চাই, এবং কেবলমাত্র মানুষকে কম শক্তি ব্যবহার করতে বলা একটি "বিপজ্জনক ধারণা"। বেশিরভাগ যুদ্ধ সম্পদের অভাবের জন্য লড়াই করা হয়েছে, "তিনি বলেছেন। "যদি আমরা সভ্যতাকে কীভাবে এগিয়ে নিয়ে যেতে পারি তা না দেখি, বিকল্পটি খুব ভীতিজনক।"