L'Europe prend au sérieux la possibilité de faire de l'énergie solaire spatiale une réalité

Propositions pour transmettre l’énergie solaire depuis l'espace existent depuis les années 1970, mais l’idée a longtemps été considérée comme n’étant guère plus que de la science-fiction. Mais aujourd’hui, l’Europe semble sérieusement vouloir en faire une réalité.

L'énergie solaire spatiale (SBSP) consiste à construire d’énormes réseaux de panneaux solaires en orbite pour collecter la lumière du soleil, puis à renvoyer l’énergie collectée vers la Terre via des micro-ondes ou des lasers de grande puissance. Cette approche présente plusieurs avantages par rapport à l'énergie solaire terrestre, notamment l'absence de nuit et d'intempéries et l'absence d'atmosphère pour atténuer la lumière du soleil. sa.

Mais le défi technique qu’implique la construction de structures aussi grandes dans l’espace et la complexité des technologies impliquées font que l’idée est restée sur la planche à dessin jusqu’à présent. Le directeur général de l'Agence spatiale européenne, Josef Aschbacher, veut changer cela.

Défenseur de longue date de cette technologie, Aschbacher a récemment annoncé son intention de créer un nouveau Recherche et développement Danse Appelez-noused Solaris, qui jettera les bases d'un rôle à grande échellelhors de la technologie plus tard ce siècle. La proposition sera soumise au Conseil de l'ESA, qui prend les décisions de financement de l'agence, lors d'une réunion en novembre.

"Basé dans l'espace solar pLa puissance serait une étape importante vers la neutralité carbone et l’indépendance énergétique de l’Europe », il tweeted. « Nous disposons déjà des principaux éléments de base, mais permettez-moi d'être clair : pour que le projet réussisse, il faudra encore beaucoup de développement technologique et de financement. »

Le déménagement fait suite à publication de deux rapports commandé par l'agence pour évaluer la faisabilité du SBSP par le cabinet de conseil Frazer-Nash basé au Royaume-Uni et Roland Berger basé en Allemagne. Tous deux ont conclu que cette technologie pourrait rivaliser avec d’autres formes d’électricité en termes de prix d’ici le milieu de ce siècle, mais certains chiffres sont révélateurs.

Le rapport Frazer-Nash estime que Recherche et développement l’investissement requis pour simplement parvenir à un prototype de satellite SBSP pourrait s’élever à 15.8 milliards d’euros (15.8 milliards de dollars). La construction du premier satellite opérationnel pourrait coûter environ 9.8 milliards d’euros et son fonctionnement au cours de sa durée de vie coûterait 3.5 milliards d’euros supplémentaires. Plus on construit de satellites, moins ils coûtent cher, prédit le rapport. qui au dixième Satellite, les coûts d'investissement seront tombés à 7.6 milliards d'euros et les coûts d'exploitation à 1.3 milliard d'euros.

Mais étant donné qu’il faudra probablement des dizaines de ces satellites pour fournir une quantité raisonnable d’énergie, ces coûts vont rapidement s’accumuler. Selon le rapport, un réseau de 54 satellites SBSP de « classe gigawatt » coûterait 418 milliards d'euros à développer et à exploiter, ce qui serait compensé par 601 milliards d'euros d'économies sur la production d'énergie terrestre et les émissions de CO2.s réductions.

Et il semble que ces chiffres soient soumis à de lourdes réserves. Le Roland Berger rapport a atteint des estimations de coûts similaires pour chaque satellite SBSP en tenant compte des « progrès substantiels dans les technologies clés et les approches de fabrication ». Mais lorsqu’ils ont calculé les coûts en partant de l’hypothèse que les progrès seraient minimes, le prix de 8.1 milliards d’euros est passé à 33.4 milliards d’euros.

Il existe de nombreux domaines dans lesquels des progrès doivent être réalisés. Pour commencer, ces satellites seraient d’un ordre de grandeur plus grands que tout ce que nous avons jamais construit dans l’espace auparavant ; le rapport Roland Berger estime qu'ils auraient une superficie totale d'environ 15 kilomètres carrés (5.8 milles carrés) par rapport aux 8,000 86,000 mètres carrés (XNUMX XNUMX pieds carréseet) de la Station spatiale internationale.

Chaque satellite est susceptible de peser 10 fois plus que l'ISS de 450 tonnes, le simple fait de mettre les matières premières en orbite nécessitera une multiplication par 200 de la capacité de lancement actuelle. Une fois sur place, ces structures devront être assemblées par des robots autonomes (par opposition aux robots télécommandés), ce qui nécessitera une amélioration massive à la fois de la manipulation robotique et de l’IA.

Câblage physique de ces systèmes ensemble would ajouter trop de poids de lancement, selon le rapport Roland Berger, de sorte que les quelque deux millions de composants qui composent les structures would doivent être contrôlés et surveillés sans fil. Cela représenterait un réseau de capteurs-actionneurs bien plus complexe que tout ce que nous avons construit jusqu'à présent.

Mais le plus grand défi sera peut-être d’accroître l’efficacité du système. transmission de puissance sans fil système. Le rapport Roland Berger note que le United States Naval Research Le laboratoire a réussi à transmettre des kilowatts de puissance sur des distances d'environ un mile, mais le transport de gigawatts sur des milliers de kilomètres à travers l'espace avec une efficacité élevée nécessitera des avancées fondamentales.

Si la Projet Solaris obtient le feu vert, il se concentrera sur l’avancement de l’état de l’art en matière de cellules solaires à haut rendement, de transmission d’énergie sans fil et d’assemblage robotique en orbite. Le programme est conçu pour durer jusqu'en 2025, date à laquelle on espère qu'il aura fourni suffisamment d'informations pour que l'ESA puisse décider si elle souhaite poursuivre son développement complet.

Mais étant donné l’ampleur du défi, certains pensent que le SBSP n’est qu’un projet illusoire avec peu de chances de devenir une réalité. Comme Ars Technica note, Elon Musk a ridiculisé l'idée, et une analyse du physicien Casey Handmer a montré que les pertes de transmission, les pertes thermiques, les pertes logistiquesal les coûts et la pénalité qui découle du fait de devoir construire votre technologie pour survivre aux rigueurs de l'espace signifient que le SBSP sera des milliers de foiss plus cher que l’énergie solaire terrestre.

Mais l'ESA n'est pas la seule UN poursuivre cette idée. Japon enquête sérieusement sur SBSP depuis au moins 2014, et plus récemment Le Royaume-Uni ainsi que Chine ont pris le train en marche.

Si l'un de ces gouvernements ave le courage d’engager le type de ressources nécessaires pour faire du SBSP une réalité ça reste à voir, mais il semble que l’élan soit en train de prendre forme.

Crédit image : ESA/Andreas Treuer