Eropa Semakin Serius Mewujudkan Tenaga Surya Berbasis Luar Angkasa

Proposal untuk memancarkan tenaga surya turun dari luar angkasa telah ada sejak tahun 1970-an, tetapi idenya telah lama dilihat sebagai sedikit lebih dari fiksi ilmiah. Namun, sekarang, Eropa tampaknya mulai serius mewujudkannya.

Tenaga surya berbasis ruang angkasa (SBSP) melibatkan pembangunan susunan panel surya besar-besaran di orbit untuk mengumpulkan sinar matahari dan kemudian memancarkan energi yang terkumpul kembali ke Bumi melalui gelombang mikro atau laser bertenaga tinggi. Pendekatan ini memiliki beberapa keunggulan dibandingkan tenaga surya terestrial, termasuk tidak adanya malam dan cuaca buruk dan kurangnya atmosfer untuk melemahkan cahaya dari matahari. sa.

Tetapi tantangan teknik yang terlibat dalam membangun struktur besar seperti itu di ruang angkasa, dan kompleksitas teknologi yang terlibat, membuat gagasan itu tetap ada di papan gambar sejauh ini. Direktur Jenderal Badan Antariksa Eropa, Josef Aschbacher, ingin mengubah itu.

Seorang pendukung lama teknologi, Aschbacher baru-baru ini mengumumkan rencana untuk yang baru penelitian dan pengembangan program panggilaned Solaris, yang akan meletakkan dasar untuk peran skala penuhlkeluar dari teknologi akhir abad ini. Proposal akan diajukan ke Dewan ESA, yang membuat keputusan pendanaan untuk badan tersebut, pada pertemuan pada bulan November.

"Berbasis luar angkasa sItu adalah pini akan menjadi langkah penting menuju netralitas karbon dan kemandirian energi untuk Eropa,” dia tweeted. “Kami sudah memiliki blok bangunan utama, tetapi izinkan saya menjelaskan: agar proyek berhasil, banyak pengembangan teknologi dan pendanaan masih diperlukan.”

Pindah mengikuti rilis dua laporan ditugaskan oleh badan tersebut untuk menilai kelayakan SBSP oleh konsultan Frazer-Nash yang berbasis di Inggris dan Roland Berger yang berbasis di Jerman. Keduanya menyimpulkan bahwa teknologi tersebut dapat bersaing dengan bentuk lain dari harga listrik pada pertengahan abad ini, tetapi beberapa dari angka tersebut membuka mata.

Laporan Frazer-Nash memperkirakan bahwa penelitian dan pengembangan investasi yang dibutuhkan untuk mendapatkan prototipe satelit SBSP bisa mencapai €15.8 miliar ($15.8 miliar). Membangun satelit operasional pertama dapat menelan biaya sekitar €9.8 miliar dan akan menelan biaya €3.5 miliar lagi untuk beroperasi selama masa pakainya. Semakin banyak satelit yang dibangun, semakin murah harganya, demikian prediksi laporan itu bahwa pada tanggal sepuluh satelit, biaya modal akan turun menjadi €7.6 miliar dan biaya operasional menjadi €1.3 miliar.

Tetapi mengingat kemungkinan besar dibutuhkan lusinan satelit ini untuk menyediakan jumlah daya yang masuk akal, biaya tersebut akan cepat menumpuk. Sebuah array dari 54 satelit SBSP “kelas gigawatt” akan menelan biaya €418 miliar untuk dikembangkan dan dioperasikan, menurut laporan tersebut, yang akan diimbangi oleh €601 miliar dalam keuntungan dari penghematan produksi energi terestrial dan emisi CO2.s pengurangan.

Dan sepertinya angka-angka itu tunduk pada beberapa peringatan yang cukup berat. Roland Berger melaporkan mencapai perkiraan biaya yang sama untuk setiap satelit SBSP ketika memperhitungkan “kemajuan substansial dalam teknologi utama dan pendekatan manufaktur.” Tetapi ketika mereka menghitung biaya berdasarkan asumsi bahwa kita melihat kemajuan minimal, label harga €8.1 miliar melonjak menjadi €33.4 miliar.

Ada banyak bidang di mana kemajuan perlu dibuat. Sebagai permulaan, satelit-satelit ini akan berukuran lebih besar dari apa pun yang pernah kita bangun di luar angkasa sebelumnya; laporan Roland Berger memperkirakan mereka akan memiliki luas total sekitar 15 kilometer persegi (5.8 mil persegi) dibandingkan dengan 8,000 meter persegi (86,000 persegi feet) dari Stasiun Luar Angkasa Internasional.

Setiap satelit cenderung menimbang 10 kali lebih banyak dari ISS 450 ton, jadi hanya untuk memasukkan bahan mentah ke orbit akan membutuhkan peningkatan hampir 200 kali lipat dalam kapasitas peluncuran saat ini. Sesampai di sana, struktur ini perlu dirakit oleh robot otonom (sebagai lawan dari robot yang dikendalikan dari jarak jauh), yang akan membutuhkan peningkatan besar dalam manipulasi robot dan AI.

Secara fisik menghubungkan sistem ini bersama-sama denganould menambahkan terlalu banyak bobot peluncuran, menurut laporan Roland Berger, sehingga kira-kira dua juta komponen yang membentuk struktur akanould perlu dikontrol dan dipantau secara nirkabel. Itu akan mewakili jaringan sensor-aktuator yang jauh lebih kompleks daripada apa pun yang telah kami bangun hingga saat ini.

Namun, mungkin tantangan terbesarnya adalah meningkatkan efisiensi transmisi daya nirkabel sistem. Laporan Roland Berger mencatat bahwa Penelitian Angkatan Laut Amerika Serikat Laboratorium telah berhasil mengirimkan kilowatt daya melalui jarak sekitar satu mil, tetapi memancarkan gigawatt lebih dari ribuan kilometer melalui ruang dengan efisiensi tinggi akan membutuhkan terobosan mendasar.

Jika Proyek Solaris mendapat lampu hijau, itu akan fokus pada memajukan state-of-the-art dalam sel surya efisiensi tinggi, transmisi daya nirkabel, dan perakitan robot di-orbit. Program ini dirancang untuk berjalan hingga tahun 2025, dan pada saat itu diharapkan akan memberikan informasi yang cukup bagi ESA untuk memutuskan apakah mereka ingin melanjutkan pengembangan penuh.

Tetapi mengingat skala tantangannya, beberapa orang percaya SBSP adalah skema pie-in-the-sky dengan sedikit peluang untuk menjadi kenyataan. Sebagai Technica catatan, Elon Musk telah mencemooh gagasan itu, dan analisis oleh fisikawan Casey Handmer telah menunjukkan bahwa kehilangan transmisi, kehilangan panas, logistikal biaya, dan hukuman yang datang dari keharusan membangun teknologi Anda untuk bertahan dari kerasnya ruang berarti bahwa SBSP akan menghabiskan ribuan waktus lebih mahal daripada tenaga surya terestrial.

Tapi ESA bukan satu-satunya satu mengejar ide ini. Jepang telah serius menyelidiki SBSP setidaknya sejak 2014, dan baru-baru ini Inggris dan Tiongkok telah melompat pada kereta musik.

Apakah salah satu dari pemerintah ini memilikive perut untuk melakukan jenis sumber daya yang dibutuhkan untuk membuat SBSP menjadi kenyataan masih harus dilihat, tapi tampaknya momentum sedang dibangun.

Kredit Gambar: ESA/Andreas Treuer