Progresso della dimostrazione dell'energia solare basata sullo spazio con travi

Lo Space-based Solar Power Project (SSPP) al Caltech sta funzionando per dispiegare una costellazione di veicoli spaziali modulari che raccolgono la luce solare, la trasformano in elettricità, quindi la trasmettono in modalità wireless ovunque sia necessaria, anche in luoghi che attualmente non hanno accesso a un'alimentazione affidabile.

In un periodo di due anni, hanno costruito e dimostrato due tessere prototipo. Questo è l'elemento modulare chiave che cattura la luce solare e trasmette la potenza. Attraverso questo processo, hanno imparato molte cose su come progettare sistemi altamente integrati e ultraleggeri di questo tipo. La seconda piastrella prototipo di energia solare basata sullo spazio è del 33% più leggera della prima.

Le tessere modulari vengono ridimensionate in una matrice più ampia. Sono montati su una struttura molto flessibile che può essere piegata per adattarsi a un veicolo di lancio. Una volta schierata, la struttura si espande e le tessere lavorano in concerto e in sincronia per generare energia, convertirla e trasferirla esattamente dove serve e da nessun'altra parte.

Caltech sta lavorando a tre o quattro innovazioni tecnologiche che, in combinazione, trasformerebbero il modo in cui l'energia solare spaziale.

Sopra – Una serie di piccoli pannelli solari che fanno parte dello Space Solar Power Project integrano il fotovoltaico, i circuiti di trasferimento dell'energia e incorporano la direzione del raggio.
Credito: Caltech

Utilizzando nuove tecniche di piegatura, ispirate agli origami, sono in grado di ridurre significativamente le dimensioni di un'astronave gigante per il lancio. La confezione è così stretta da essere sostanzialmente priva di vuoti.

Lo sfruttamento dell'energia solare nello spazio si basa su progressi rivoluzionari in tre aree principali:
* Il gruppo di ricerca di Atwater sta progettando impianti fotovoltaici ultraleggeri ad alta efficienza (materiali che convertono la luce in elettricità) ottimizzati per le condizioni spaziali e compatibili con un sistema di trasmissione e conversione di potenza modulare integrato.

* Il team di ricerca di Hajimiri sta sviluppando la tecnologia a basso costo e leggera necessaria per convertire la corrente continua in potenza a radiofrequenza (usata per trasmettere i segnali dei telefoni cellulari, ad esempio) e inviarla alla Terra come microonde. Il processo è sicuro, spiega Hajimiri. Le radiazioni non ionizzanti in superficie sono significativamente meno dannose di stare al sole. Inoltre, il sistema potrebbe spegnersi rapidamente in caso di danni o malfunzionamenti.

* Il gruppo di Bpellegrino sta inventando strutture spaziali pieghevoli, ultrasottili e ultraleggere per supportare il fotovoltaico, nonché i componenti necessari per convertire, trasmettere e indirizzare la potenza a radiofrequenza dove è necessaria.
L'unità di base del sistema che i ricercatori immaginano è una piastrella da 4 pollici per 4 pollici che pesa meno di un decimo di oncia. Centinaia di migliaia di queste piastrelle si unirebbero in un sistema di satelliti volanti simili a tappeti che, una volta spiegati, creerebbero una superficie di raccolta della luce solare che misura 3.5 miglia quadrate.

Il lavoro sull'SSPP è stato sostenuto da oltre 100 milioni di dollari di finanziamenti da Donald Bren, presidente della Irvine Company e membro a vita della comunità Caltech, e sua moglie, Brigitte Bren, un fiduciario Caltech. La Northrup Grumman Corporation ha fornito finanziamenti per studi di fattibilità iniziali.