अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा: क्या सूर्य के प्रकाश को पृथ्वी पर वापस लाना हमारी ऊर्जा जरूरतों को पूरा कर सकता है?

सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी फ्रीमैन डायसन ने एक बार एक विदेशी सभ्यता की कल्पना की थी जो इतनी उन्नत थी कि उसने अपने मूल तारे को एक विशाल, कृत्रिम खोल से घेर लिया था। इसकी भीतरी सतह "डायसन क्षेत्र" सौर विकिरण को कैप्चर करेगा और इसे संग्रह बिंदुओं की ओर स्थानांतरित करेगा, जहां इसे प्रयोग करने योग्य ऊर्जा में परिवर्तित किया जाएगा। ऐसी धारणा विज्ञान कथा ही है, लेकिन क्या इसी तरह के सिद्धांत का उपयोग हमारे अपने सूर्य की शक्ति का उपयोग करने के लिए बहुत छोटे पैमाने पर किया जा सकता है?

आख़िरकार, बादलों से परे, निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष की रात रहित चमक में, आने वाली सदियों में मानवता की वास्तविक आवश्यकता से कहीं अधिक निर्बाध सौर ऊर्जा है। यही कारण है कि वैज्ञानिकों और इंजीनियरों का एक समूह, 50 से अधिक वर्षों से, अंतरिक्ष में इस ऊर्जा को पकड़ने और इसे वापस जमीन पर लाने की तकनीक का सपना देख रहा है।

"अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा", जैसा कि ज्ञात है, सूर्य और हवा का दोहन करने के पारंपरिक तरीकों की तुलना में इसके दो बड़े फायदे हैं। सबसे पहले, सूर्य के प्रकाश को पकड़ने वाले उपग्रह को अंतरिक्ष में स्थापित करने का मतलब है कि हमें पृथ्वी पर भूमि के विशाल हिस्से को सौर पैनलों और पवन फार्मों से कवर करने की आवश्यकता नहीं होगी। दूसरा, हमारे पास ऊर्जा की पर्याप्त आपूर्ति होगी, भले ही स्थानीय मौसम की स्थिति के बावजूद, बादल छाए हों या हवा धीमी हो गई हो।

और पृथ्वी पर सौर ऊर्जा और पवन ऊर्जा के साथ यही समस्या है: वे कभी भी हमारी ऊर्जा मांगों को लगातार आधार पर पूरा नहीं कर सकते हैं, भले ही उनका विस्तार बहुत अधिक हो। नॉटिंघम विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने पिछले साल अनुमान लगाया था कि, यदि ब्रिटेन को पूरी तरह से इन नवीकरणीय स्रोतों पर निर्भर रहना है, तो देश को 65 टेरावाट-घंटे से अधिक ऊर्जा संग्रहित करने की आवश्यकता होगी। इसकी लागत £170 बिलियन से अधिक होगी, जो देश के आगामी हाई-स्पीड रेल नेटवर्क से दोगुनी से भी अधिक होगी। (ऊर्जा 14 8524).

अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा को साकार करने के अधिकांश प्रयास, दुर्भाग्य से, जटिल तकनीकी और आर्थिक समस्याओं से जूझ रहे हैं। लेकिन समय बदल रहा है. नवीन उपग्रह डिज़ाइन, साथ ही बहुत कम प्रक्षेपण लागत, अचानक अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा को एक यथार्थवादी समाधान की तरह बना रही है। जापान ने इसे एक राष्ट्रीय लक्ष्य के रूप में कानून में लिख दिया है, जबकि यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी विचारों का आह्वान किया है। चीन और अमेरिका दोनों परीक्षण सुविधाओं का निर्माण कर रहे हैं।

इस बीच, एक 2021 में यूके सरकार द्वारा प्रकाशित परामर्श निष्कर्ष निकाला कि अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा तकनीकी और आर्थिक रूप से व्यवहार्य है। आश्चर्यजनक रूप से, यह माना गया कि इस तकनीकी समाधान को जलवायु परिवर्तन पर अंतर सरकारी पैनल के 10 के "शुद्ध शून्य" लक्ष्य से 2050 साल पहले अभ्यास में लाया जा सकता है। तो क्या अंतरिक्ष आधारित सौर ऊर्जा हमारी जलवायु की समस्याओं का समाधान है? और यदि हां, तो इसे वास्तविकता बनने से कौन रोक रहा है?

अंतरिक्ष सपने

अंतरिक्ष से सौर ऊर्जा की मूल अवधारणा का सपना 1968 में कंसल्टेंसी आर्थर डी लिटिल के एक अमेरिकी इंजीनियर पीटर ग्लेसर ने देखा था। उन्होंने पृथ्वी से लगभग 36,000 किमी ऊपर भूस्थैतिक कक्षा में एक विशाल डिस्क के आकार का उपग्रह स्थापित करने की परिकल्पना की थी (विज्ञान 162 857). लगभग 6 किमी व्यास वाला यह उपग्रह सूरज की रोशनी को इकट्ठा करने और इसे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए फोटोवोल्टिक पैनलों से बना होगा। फिर इस ऊर्जा को एक ट्यूब एम्पलीफायर का उपयोग करके माइक्रोवेव में बदल दिया जाएगा और 2 किमी-व्यास ट्रांसमीटर के माध्यम से पृथ्वी पर प्रसारित किया जाएगा।

यह हरित, नवीकरणीय ऊर्जा का एकमात्र रूप है जिसमें निरंतर, आधारभूत विद्युत शक्ति प्रदान करने की क्षमता है।

क्रिस रोडेनबेक, अमेरिकी नौसेना अनुसंधान प्रयोगशाला

माइक्रोवेव की सुंदरता यह है कि वे पृथ्वी पर बादलों द्वारा अवशोषित नहीं होते हैं और इसलिए हमारे वायुमंडल से बड़े पैमाने पर (हालांकि पूरी तरह से नहीं) बिना किसी बाधा के गुजर जाएंगे। ग्लेसर ने कल्पना की कि उन्हें 3 किमी व्यास वाले एक निश्चित एंटीना द्वारा एकत्र किया जाएगा, जहां उन्हें ग्रिड के लिए बिजली में परिवर्तित किया जाएगा। उन्होंने लिखा, "हालांकि सौर ऊर्जा के रूपांतरण के लिए उपग्रहों का उपयोग कई दशक दूर हो सकता है," भविष्य के विकास के लिए एक मार्गदर्शक के रूप में आवश्यक प्रौद्योगिकी के कई पहलुओं का पता लगाना संभव है।

प्रारंभिक प्रतिक्रिया कम से कम कुछ तिमाहियों में सकारात्मक थी, नासा ने ग्लेसर की कंपनी, आर्थर डी लिटिल को आगे के अध्ययन के लिए एक अनुबंध दिया। हालाँकि, पिछले कुछ वर्षों में, अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा में बाद के अध्ययनों के निष्कर्ष सावधानीपूर्वक सकारात्मक से लेकर बाह्य रूप से नकारात्मक तक रहे हैं।

उदाहरण के लिए, 2015 में प्रौद्योगिकी को फीके फैसले से ज्यादा कुछ नहीं मिला यूएस आर्मी वॉर कॉलेज के स्ट्रैटेजिक स्टडीज इंस्टीट्यूट (एसएसआई) की एक रिपोर्ट में, जिसने "कोई ठोस सबूत नहीं" का हवाला दिया कि अंतरिक्ष सौर ऊर्जा स्थलीय बिजली उत्पादन के साथ आर्थिक रूप से प्रतिस्पर्धी हो सकती है। एसएसआई ने अंतरिक्ष में इतनी विशाल परिक्रमा संरचना प्राप्त करने के संबंध में अपने समर्थकों द्वारा बनाई गई "संदिग्ध धारणाओं" की विशेष रूप से आलोचना की। सीधे शब्दों में कहें तो रिपोर्ट में कहा गया है कि पर्याप्त लॉन्च वाहन नहीं हैं और जो उपलब्ध हैं वे बहुत महंगे हैं।

लेकिन एसएसआई का कम-से-चमकदार फैसला निजी कंपनियों के सामने आया - खासकर SpaceX – अंतरिक्ष उद्योग को बदलना शुरू किया। अनुसंधान और विकास के लिए परीक्षण-और-त्रुटि दृष्टिकोण के साथ पुन: प्रयोज्य रॉकेट सिस्टम को जोड़कर, अमेरिकी फर्म ने पिछले दशक में, पृथ्वी की कक्षा में लॉन्च की लागत को 10 (प्रति किलो पेलोड) के कारक से कम कर दिया है। ), इसे परिमाण के क्रम से और कम करने की योजना के साथ। एसएसआई ने लॉन्च लागत के बारे में जिसे एक बड़ी सीमा माना, वह वास्तव में अब कोई मुद्दा नहीं है।

ऐसा नहीं है कि किसी उपग्रह को अंतरिक्ष में भेजने की लागत ही एकमात्र समस्या रही है। ग्लेसर की मूल अवधारणा भ्रामक रूप से सरल थी, जिसमें कई छिपी हुई चुनौतियाँ थीं। शुरुआत के लिए, जैसे ही एक उपग्रह पृथ्वी की परिक्रमा करता है, सूर्य, यान और पृथ्वी पर उस बिंदु के बीच का कोण जहां ऊर्जा भेजी जाती है, लगातार बदल रहा है। उदाहरण के लिए, यदि एक भूस्थिर उपग्रह को पृथ्वी पर प्रशिक्षित किया जाता है, तो उसके फोटोवोल्टिक दोपहर के समय सूर्य की ओर होंगे, लेकिन आधी रात को उनकी पीठ सूर्य की ओर होगी। दूसरे शब्दों में, उपग्रह हर समय बिजली उत्पन्न नहीं करेगा।

इस समस्या का मूल समाधान माइक्रोवेव ट्रांसमीटरों के सापेक्ष फोटोवोल्टिक पैनलों को लगातार घुमाना था, जो स्थिर रहेंगे। तब फोटोवोल्टिक पैनल हमेशा सूर्य की ओर इंगित करेंगे, जबकि ट्रांसमीटर हमेशा पृथ्वी की ओर रहेंगे। पहली बार 1979 में नासा द्वारा ग्लेसर के विचारों के विकास के रूप में सामने रखा गया था, इस समाधान को बीजिंग में चाइना एकेडमी ऑफ स्पेस टेक्नोलॉजी के इंजीनियरों द्वारा 2015 के प्रस्ताव में आगे बढ़ाया गया था, जिन्होंने इसे मल्टी-रोटरी जॉइंट्स सोलर पावर सैटेलाइट करार दिया था, या एमआर-एसपीएस (चित्र 1)।

इस बीच, जॉन मैनकिंसनासा के एक पूर्व इंजीनियर ने 2012 में एक प्रतिद्वंद्वी समाधान का आविष्कार किया था। डब किया गया एसपीएस अल्फा, उनका विचार सौर पैनलों और ट्रांसमीटर को स्थिर रखना था, लेकिन पैनलों के चारों ओर कई दर्पण स्थापित करना था (चित्र 2)। हेलियोस्टैट्स के रूप में जाने जाने वाले, ये दर्पण घूमने में सक्षम होंगे, लगातार सूर्य के प्रकाश को सौर पैनलों पर पुनर्निर्देशित करेंगे और इस तरह उपग्रह को बिना किसी रुकावट के पृथ्वी पर बिजली की आपूर्ति करने की अनुमति मिलेगी।

हालाँकि, न तो एमआर-एसपीएस और न ही एसपीएस अल्फा, संतोषजनक हैं इयान कैश, निदेशक और मुख्य अभियंता इंटरनेशनल इलेक्ट्रिक कंपनी लिमिटेड ऑक्सफ़ोर्डशायर, यूके में। ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस और ऊर्जा क्षेत्रों में इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के एक पूर्व डिजाइनर, कैश ने एक दशक पहले अपना मन ऊर्जा के स्वच्छ, बड़े पैमाने के स्रोतों के निजी विकास की ओर लगाया। प्रारंभ में परमाणु संलयन की क्षमता से आकर्षित होकर, वह इसकी "वास्तव में कठिन" समस्याओं से दूर हो गए और तुरंत सबसे व्यावहारिक विकल्प के रूप में अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा पर उतर आए।

कैश के लिए, एमआर-एसपीएस और एसपीएस अल्फा दोनों के साथ समस्या यह है कि उन्हें उपग्रह के कुछ हिस्सों को दूसरों के सापेक्ष घुमाना पड़ता है। इसलिए प्रत्येक भाग को भौतिक रूप से दूसरे से जुड़ा होना होगा और एक ऐसे जोड़ की आवश्यकता होगी जो गतिमान हो। समस्या यह है कि जब अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन जैसे उपग्रहों पर उपयोग किया जाता है, तो ऐसे जोड़ टूट-फूट के कारण विफल हो सकते हैं। कैश ने निष्कर्ष निकाला कि व्यक्त जोड़ों को हटाने से सौर-ऊर्जा उपग्रह अधिक विश्वसनीय हो जाएगा। "मैं यह जानना चाहता था कि एक ठोस-अवस्था समाधान के लिए क्या करना होगा जो हमेशा सूर्य और पृथ्वी को देखता हो," वे कहते हैं।

2017 तक कैश ने इसका पता लगा लिया था, या ऐसा उनका दावा है। उसका CASSIOPeiA अवधारणा एक उपग्रह है जो अनिवार्य रूप से एक सर्पिल सीढ़ी की तरह दिखता है, जिसमें फोटोवोल्टिक पैनल "ट्रेड" होते हैं और माइक्रोवेव ट्रांसमीटर - रॉड के आकार के द्विध्रुव - "राइजर" होते हैं। इसकी चतुर पेचदार ज्यामिति का मतलब है कि CASSIOPeiA बिना किसी हिलते हुए हिस्से के 24 घंटे सौर ऊर्जा प्राप्त और संचारित कर सकता है (चित्र 3)।

कैश, जो संबंधित बौद्धिक संपदा को लाइसेंस देकर CASSIOPeiA से लाभ कमाने का इरादा रखता है, अपनी अवधारणा में कई अन्य लाभों का दावा करता है। उनका प्रस्तावित उपग्रह सैकड़ों (और संभवतः हजारों) छोटे मॉड्यूलों को एक साथ जोड़कर बनाया जा सकता है, प्रत्येक मॉड्यूल सौर ऊर्जा को कैप्चर करता है, इसे इलेक्ट्रॉनिक रूप से माइक्रोवेव में परिवर्तित करता है और फिर उन्हें पृथ्वी पर प्रसारित करता है। इस दृष्टिकोण की सुंदरता यह है कि यदि कोई एक मॉड्यूल ब्रह्मांडीय किरणों या अंतरिक्ष मलबे से प्रभावित होता है, तो इसकी विफलता पूरे सिस्टम को नष्ट नहीं करेगी।

CASSIOPeiA का एक अन्य लाभ यह है कि गैर-फोटोवोल्टिक घटक स्थायी रूप से छाया में रहते हैं, जो गर्मी अपव्यय को कम करता है - कुछ ऐसा जो अंतरिक्ष के संवहन रहित वैक्यूम में एक समस्या है। अंत में, चूंकि उपग्रह हमेशा सूर्य की ओर उन्मुख होता है, इसलिए यह अधिक प्रकार की कक्षाओं पर कब्जा कर सकता है, जिनमें अत्यधिक अण्डाकार कक्षाएँ भी शामिल हैं। यदि यह भूस्थैतिक होता, तो यह कई बार पृथ्वी के अधिक निकट होता, जो इसे सस्ता बनाता है क्योंकि आपको इतने विशाल ट्रांसमीटर के आधार पर डिज़ाइन को स्केल करने की आवश्यकता नहीं होती है।

शायद यह आश्चर्य की बात नहीं है कि कैश के प्रतिस्पर्धी उसके मूल्यांकन से सहमत नहीं हैं। मैनकिंस, जो अब पर आधारित है आर्टेमिस इनोवेशन मैनेजमेंट सॉल्यूशंस कैलिफोर्निया, अमेरिका में, विवाद है कि उनकी एसपीएस-अल्फा अवधारणा में व्यक्त हेलियोस्टैट एक समस्या है। इसके बजाय, उनका दावा है कि वे "[ए] बहुत परिपक्व तकनीक का एक सरल विस्तार" हैं जिसका उपयोग पहले से ही तरल पदार्थों को गर्म करने और टरबाइन चलाने के लिए सूर्य के प्रकाश को केंद्रित करने के लिए किया जाता है। "सौर टावर" यहाँ पृथ्वी पर. उनका यह भी मानना ​​है कि CASSIOPeiA के लिए आवश्यक दोहरे दर्पण एक समस्या हो सकते हैं क्योंकि उन्हें बहुत सटीक रूप से बनाया जाना चाहिए।

“मैं इयान और उसके काम का बहुत सम्मान करता हूँ; उनकी हालिया CASSIOPeiA अवधारणा उन कई अवधारणाओं में से एक है जो एसपीएस-अल्फा सहित चरित्र में बहुत समान हैं,'' मैनकिन्स कहते हैं। "हालांकि, मैं उनकी इस उम्मीद से सहमत नहीं हूं कि CASSIOPeiA एसपीएस-अल्फा से बेहतर साबित होगा।" मैनकिन्स के लिए, अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा के लिए सबसे अच्छा दृष्टिकोण अंततः विकास परियोजनाओं के परिणामों पर निर्भर करेगा, जिसमें पृथ्वी पर प्रति किलोवाट-घंटा बिजली की वास्तविक लागत महत्वपूर्ण कारक होगी।

स्केलेबल और प्रभावशाली

के मद्देनजर अंतरिक्ष सौर ऊर्जा में रुचि को अतिरिक्त बढ़ावा मिला है यूके सरकार की 2021 रिपोर्ट प्रौद्योगिकी में, जो अवधारणा के बारे में शायद ही अधिक सकारात्मक हो सकती थी। इसे यूके स्थित कंसल्टेंसी के इंजीनियरों द्वारा तैयार किया गया था फ्रेज़र-नैश, जिन्होंने कई अंतरिक्ष-इंजीनियरिंग और ऊर्जा विशेषज्ञों के साथ पत्र-व्यवहार किया - जिनमें एसपीएस अल्फा, एमआर-एसपीएस और कैसिओपेईए के आविष्कारक शामिल थे।

रिपोर्ट ने निष्कर्ष निकाला कि भूस्थैतिक कक्षा में 1.7 किमी चौड़ा CASSIOPeiA उपग्रह 100 किमी तक सौर विकिरण संचारित कर रहा है² पृथ्वी पर स्थित माइक्रोवेव रिसीवर्स (या "रेक्टेना") की श्रृंखला 2 गीगावॉट निरंतर बिजली उत्पन्न करेगी। यह एक बड़े पारंपरिक पावर स्टेशन के आउटपुट के बराबर है। मान लीजिए, यह मौजूदा से कहीं बेहतर है लंदन ऐरे पवन फार्म टेम्स मुहाना में, जो लगभग 25% बड़ा है लेकिन मुश्किल से 190 मेगावाट की औसत बिजली उत्पन्न करता है।

हालाँकि, अधिक चौंकाने वाली बात रिपोर्ट का आर्थिक विश्लेषण था। एक अनुमान के आधार पर कि एक पूर्ण आकार की प्रणाली को विकसित करने और लॉन्च करने में £16.3 बिलियन की लागत आएगी, और साल-दर-साल 20% के निवेश पर न्यूनतम रिटर्न की अनुमति होगी, यह निष्कर्ष निकाला गया कि एक अंतरिक्ष-आधारित सौर-ऊर्जा प्रणाली अपने लगभग 100 साल के जीवनकाल में, 50 पाउंड प्रति मेगावाट की दर से ऊर्जा उत्पन्न कर सकता है।

फ़्रेज़र-नैश का कहना है कि यह वर्तमान स्थलीय पवन और सौर ऊर्जा की तुलना में 14-52% अधिक महंगा है। लेकिन, गंभीर रूप से, यह बायोमास, परमाणु या सबसे कुशल गैस ऊर्जा स्रोतों की तुलना में 39-49% सस्ता है, जो वर्तमान में एकमात्र हैं जो निर्बाध "बेस लोड" बिजली प्रदान करने में सक्षम हैं। रिपोर्ट के लेखकों ने यह भी कहा कि लागत के लिए उनका रूढ़िवादी अनुमान "जैसे-जैसे विकास आगे बढ़ेगा, कम होने की उम्मीद होगी"।

"यह अविश्वसनीय रूप से स्केलेबल है," कहते हैं मार्टिन सोल्टौ फ्रेज़र-नैश, लेखकों में से एक। और पृथ्वी के चारों ओर अंतरिक्ष में सूर्य के प्रकाश का स्तर नीचे की तुलना में कहीं अधिक उज्ज्वल होने के कारण, उनका मानना ​​है कि प्रत्येक सौर मॉड्यूल जमीन पर स्थापित होने पर 10 गुना अधिक एकत्रित होगा। रिपोर्ट में अनुमान लगाया गया है कि 15 तक देश की ऊर्जा जरूरतों का एक चौथाई प्रदान करने के लिए यूके को कुल 2050 उपग्रहों की आवश्यकता होगी - प्रत्येक का अपना रेक्टेना होगा। प्रत्येक रेक्टेना मौजूदा पवन फार्म के साथ या उसके भीतर भी स्थित हो सकता है।

यदि योजना को और बढ़ाया गया, तो यह सैद्धांतिक रूप से सभी वैश्विक बिजली मांग का 150% से अधिक प्रदान कर सकती है (हालांकि एक लचीली ऊर्जा आपूर्ति आमतौर पर स्रोतों के व्यापक मिश्रण को निर्धारित करेगी)। सोल्टौ कहते हैं, अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा का भी पृथ्वी-आधारित नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की तुलना में पर्यावरण पर बहुत कम प्रभाव पड़ेगा। कार्बन पदचिह्न छोटा होगा, दुर्लभ-पृथ्वी खनिजों पर कुछ मांगें होंगी, और पवन टरबाइनों के विपरीत, कोई शोर या लंबी दृश्यमान संरचनाएं नहीं होंगी।

यदि यह सब सच होने के लिए बहुत अच्छा लगता है, तो यह सच हो सकता है। फ़्रेज़र-नैश रिपोर्ट कई "विकास संबंधी मुद्दों" को स्वीकार करती है, विशेष रूप से वायरलेस ऊर्जा हस्तांतरण को अधिक कुशल बनाने के तरीके खोजती है। क्रिस रोडेनबेकवाशिंगटन डीसी में अमेरिकी नौसेना अनुसंधान प्रयोगशाला के एक इलेक्ट्रिकल इंजीनियर का कहना है कि प्रौद्योगिकी का बड़े पैमाने पर प्रदर्शन करना कठिन है। उन्हें उच्च-शक्ति रेक्टिफायर डायोड जैसे इलेक्ट्रॉनिक घटकों में निरंतर निवेश और लक्षित प्रगति की आवश्यकता होती है, जो आसानी से उपलब्ध नहीं होते हैं।

सौभाग्य से, वायरलेस ऊर्जा संचरण दशकों से आगे बढ़ रहा है। 2021 में रोडेनबेक की टीम ने 1.6% की माइक्रोवेव-टू-इलेक्ट्रिसिटी रूपांतरण दक्षता के साथ 1 किमी की दूरी पर 73 किलोवाट विद्युत ऊर्जा भेजी। प्रथम दृष्टया, यह वायरलेस ऊर्जा के अब तक के सबसे शक्तिशाली प्रदर्शन से कम प्रभावशाली है, जो 1975 में हुआ था जब स्टाफ नासा की गोल्डस्टोन लैब कैलिफोर्निया में 10 गीगाहर्ट्ज़ माइक्रोवेव को 80% से अधिक की दक्षता पर बिजली में परिवर्तित किया गया। हालाँकि, महत्वपूर्ण बात यह है कि रोडेनबेक ने कम आवृत्ति वाले 2.4 गीगाहर्ट्ज़ माइक्रोवेव का उपयोग किया, जिससे अंतरिक्ष में बहुत कम वायुमंडलीय हानि होगी।

कम आवृत्तियों पर स्वाभाविक रूप से होने वाले उच्च विवर्तन (बीम प्रसार) का प्रतिकार करने के लिए, शोधकर्ताओं ने रिसीवर सरणी की ओर माइक्रोवेव को "उछालने" के लिए आसपास के इलाके का उपयोग किया, जिससे बिजली घनत्व में 70% सुधार हुआ (आईईईई जे. माइक्रो. 2 28). रोडेनबेक कहते हैं, "वैश्विक महामारी के दौरान हमने [परीक्षण] काफी जल्दी और सस्ते में किया।" "हम और अधिक हासिल कर सकते थे।"

प्रारंभिक निर्माण के लिए अंतरिक्ष में 24/7 फैक्ट्री की आवश्यकता होगी, जिसमें पृथ्वी पर कार फैक्ट्री की तरह एक असेंबली लाइन होगी।

यांग गाओ, सरे विश्वविद्यालय

रोडेनबेक अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा की संभावनाओं को लेकर आशावादी है। जबकि परमाणु संलयन, उनका दावा है, "भौतिकी की बुनियादी समस्याओं के खिलाफ चल रहा है", अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा - और वायरलेस पावर ट्रांसफर - केवल "डॉलर के खिलाफ चल रहा है"। रोडेनबेक का दावा है, "[यह] हरित, नवीकरणीय ऊर्जा का एकमात्र रूप है जिसमें निरंतर, आधारभूत विद्युत शक्ति प्रदान करने की क्षमता है।" "नियंत्रित परमाणु संलयन में एक तकनीकी सफलता को छोड़कर, यह अत्यधिक संभावना है कि मानवता भविष्य की ऊर्जा जरूरतों के लिए अंतरिक्ष सौर ऊर्जा का उपयोग करेगी।"

हालाँकि, सावधानी का एक नोट आता है यांग गाओयूके में सरे विश्वविद्यालय के एक अंतरिक्ष इंजीनियर, जो स्वीकार करते हैं कि प्रस्तावित अंतरिक्ष प्रणाली का "विस्तृत पैमाना" "काफ़ी चौंकाने वाला" है। उनका मानना ​​है कि शुरुआती निर्माण के लिए "अंतरिक्ष में 24/7 फैक्ट्री, पृथ्वी पर एक कार फैक्ट्री की तरह एक असेंबली लाइन के साथ" की आवश्यकता हो सकती है, शायद स्वायत्त रोबोट का उपयोग करना। जहां तक ​​सुविधा के रखरखाव की बात है, एक बार निर्माण हो जाने के बाद, गाओ का कहना है कि यह "मांग" होगी।

कैश के लिए, जो महत्वपूर्ण है वह वह कक्षा है जिस पर एक अंतरिक्ष-शक्ति उपग्रह कब्जा करेगा। एक भूस्थैतिक सौर-ऊर्जा उपग्रह पृथ्वी से इतनी दूर होगा कि उसे कुशलतापूर्वक ऊर्जा संचारित करने के लिए विशाल और महंगे ट्रांसमीटरों और रेक्टेनास की आवश्यकता होगी। लेकिन कैश का कहना है कि छोटी, अत्यधिक अण्डाकार कक्षाओं पर कई उपग्रहों का लाभ उठाकर, निवेशक पूंजी के एक अंश के साथ CASSIOPeiA अवधारणा पर छोटी कार्य प्रणाली का एहसास कर सकते हैं। इसके विपरीत, एसपीएस अल्फा और एमआर-एसपीएस को पहले दिन से ही पूर्ण आकार का होना होगा।

क्या पर्याप्त इच्छाशक्ति है?

और फिर भी अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा के लिए सबसे बड़ी चुनौती आर्थिक या तकनीकी नहीं, बल्कि राजनीतिक हो सकती है। ऐसी दुनिया में जहां बड़ी संख्या में लोग 5जी मोबाइल तकनीक से जुड़े षड्यंत्र के सिद्धांतों पर विश्वास करते हैं, अंतरिक्ष से पृथ्वी तक गीगावाट माइक्रोवेव ऊर्जा भेजना एक कठिन बिक्री साबित हो सकता है - अधिकतम बीम तीव्रता बमुश्किल 250 डब्ल्यू/एम होने के बावजूद², भूमध्य रेखा पर अधिकतम सौर तीव्रता के एक चौथाई से भी कम।

वास्तव में, यूके की रिपोर्ट स्वीकार करती है कि इसके समर्थकों को जनता की भूख का परीक्षण करने और प्रमुख विचारों के इर्द-गिर्द "बातचीत आयोजित करने" की आवश्यकता है। लेकिन वास्तविक तकनीकी और सामाजिक विचार भी हैं। रेक्टेनास कहाँ स्थित होंगे? अंतरिक्ष में कबाड़ बढ़ाए बिना उपग्रहों को उनके जीवन के अंत में कैसे निष्क्रिय किया जाएगा? क्या माइक्रोवेव स्पेक्ट्रम में किसी और चीज़ के लिए जगह बची रहेगी? और क्या सिस्टम हमले के प्रति संवेदनशील होगा?

इसकी रिपोर्ट के मद्देनजर, यूके सरकार ने £3m फंड का अनावरण किया उद्योगों को कुछ प्रमुख प्रौद्योगिकियों को विकसित करने में मदद करने के लिए, पूर्व व्यापार सचिव क्वासी क्वार्टेंग ने कहा कि अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा "पूरी दुनिया के लिए ऊर्जा का एक किफायती, स्वच्छ और विश्वसनीय स्रोत प्रदान कर सकती है"। इस पैमाने के उपक्रम के लिए नकदी का वह बर्तन बहुत दूर तक जाने की संभावना नहीं है, यही कारण है कि सोल्टौ ने एक व्यवसाय स्थापित करने में मदद की है जिसे कहा जाता है अंतरिक्ष सौर, जिसे निजी निवेशकों से शुरुआती £200 मिलियन जुटाने की उम्मीद है।

इस बीच, जिसे वह "इच्छुकों का सहयोग" कहते हैं अंतरिक्ष ऊर्जा पहलने 50 से अधिक शैक्षणिक संस्थानों, कंपनियों और सरकारी निकायों से वैज्ञानिकों, इंजीनियरों और सिविल सेवकों को इकट्ठा किया है, जो काम कर रहे हैं नि: स्वार्थ एक कार्य प्रणाली को फलीभूत करने में मदद करना। स्पेसएक्स अभी तक सूची में नहीं है, लेकिन सोल्टौ का दावा है कि उसने अमेरिकी कंपनी का ध्यान आकर्षित किया है। "वे बहुत रुचि रखते हैं," वह कहते हैं।

नकद को संदेह नहीं है कि निवेश मिलेगा। स्थलीय नवीकरणीय ऊर्जा अत्यधिक महंगी बैटरी बुनियादी ढांचे के बिना निर्बाध, बेस-लोड बिजली प्रदान नहीं कर सकती है, जबकि परमाणु ऊर्जा को हमेशा कड़े विरोध का सामना करना पड़ता है। कैश का मानना ​​है कि यदि हमें नेट-शून्य हासिल करना है तो अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा मिश्रण का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, और लोगों को कम ऊर्जा का उपयोग करने के लिए कहना एक "खतरनाक विचार" है। अधिकांश युद्ध संसाधनों की कथित कमी के कारण लड़े गए हैं,'' वह कहते हैं। "अगर हम इस पर ध्यान नहीं देंगे कि सभ्यता को कैसे आगे बढ़ाया जाए, तो विकल्प बहुत डरावना है।"