Avrupa, Uzay Tabanlı Güneş Enerjisini Gerçekleştirme Konusunda Ciddileşiyor

Güneş enerjisinin ışınlanması için öneriler uzaydan aşağı 1970'lerden beri var, ancak fikir uzun zamandır bilim kurgudan biraz daha fazlası olarak görülüyor. Ancak şimdi, Avrupa bunu gerçeğe dönüştürmek konusunda ciddileşiyor gibi görünüyor.

Uzay tabanlı güneş enerjisi (SBSP), güneş ışığını toplamak için yörüngede devasa güneş panelleri dizileri inşa etmeyi ve daha sonra toplanan enerjiyi mikrodalgalar veya yüksek güçlü lazerler aracılığıyla Dünya'ya geri göndermeyi içeriyor. Yaklaşımın karasal güneş enerjisine göre, gecenin olmaması, sert hava koşulları ve güneşten gelen ışığı zayıflatacak bir atmosferin bulunmaması gibi çeşitli avantajları vardır. sa.

Ancak uzayda bu kadar büyük yapılar inşa etmenin getirdiği mühendislik zorluğu ve ilgili teknolojilerin karmaşıklığı, fikrin şimdiye kadar çizim tahtasında kaldığı anlamına geliyordu. Avrupa Uzay Ajansı genel müdürü Josef Aschbacher bunu değiştirmek istiyor.

Teknolojinin uzun süredir savunucusu olan Aschbacher, kısa süre önce yeni bir araştırma ve geliştirme program çağrıtam ölçekli bir rol için zemin hazırlayacak olan ed Solarislteknolojinin dışında bu yüzyılın sonlarında. Teklif, ajans için finansman kararları veren ESA Konseyi'ne Kasım ayında yapılacak bir toplantıda sunulacak.

"Uzay tabanlı solar pAvrupa için karbon nötrlüğü ve enerji bağımsızlığı yolunda önemli bir adım olacaktır.” o tweeted. "Ana yapı taşlarına zaten sahibiz, ancak açıklığa kavuşturmama izin verin: projenin başarılı olması için hala çok fazla teknoloji geliştirme ve finansmana ihtiyaç var."

Hareket takip eder iki raporun yayınlanması ajans tarafından, İngiltere merkezli danışmanlık Frazer-Nash ve Almanya merkezli Roland Berger tarafından SBSP'nin fizibilitesini değerlendirmek üzere görevlendirildi. Her ikisi de, bu yüzyılın ortalarında teknolojinin diğer elektrik türleri ile fiyat açısından rekabet edebileceği sonucuna vardı, ancak bazı rakamlar göz açıcı.

Frazer-Nash raporu, araştırma ve geliştirme Sadece bir prototip SBSP uydusu elde etmek için gereken yatırım 15.8 milyar Euro'ya (15.8 milyar $) ulaşabilir. İlk operasyonel uyduyu inşa etmek yaklaşık 9.8 milyar Euro'ya mal olabilir ve kullanım ömrü boyunca işletmek için 3.5 milyar Euro'ya daha mal olabilir. Rapor, ne kadar çok uydu inşa edilirse o kadar ucuza mal olacağını öngörüyor o onda uydu, sermaye maliyetleri 7.6 milyar Euro'ya ve işletme maliyetleri 1.3 milyar Euro'ya düşecektir.

Ancak makul miktarda güç sağlamak için bu uydulardan düzinelercesinin gerekli olduğu düşünülürse, bu maliyetler hızla artacaktır. Rapora göre, 54 "gigawatt sınıfı" SBSP uydusu dizisinin geliştirilmesi ve işletilmesi 418 milyar Euro'ya mal olacak ve bu da karasal enerji üretimi ve CO601 emisyonu tasarrufundan elde edilen 2 milyar Euro ile dengelenecek.s indirimleri.

Ve görünüşe göre bu rakamlar oldukça ağır uyarılara maruz kalıyor. Roland Berger rapor “Temel teknolojilerdeki ve üretim yaklaşımlarındaki önemli ilerlemeler” hesaba katıldığında, her bir SBSP uydusu için benzer maliyet tahminlerine ulaştı. Ancak minimum ilerlemeler gördüğümüz varsayımına dayanarak maliyetleri hesapladıklarında, 8.1 milyar Euro'luk fiyat etiketi 33.4 milyar Euro'ya fırladı.

İlerleme yapılması gereken birçok alan var. Başlangıç ​​olarak, bu uydular daha önce uzayda inşa ettiğimiz her şeyden çok daha büyük olacaklar; Roland Berger raporu, 15 metrekareye (5.8 f kare) kıyasla toplam 8,000 kilometre kare (86,000 mil kare) alana sahip olacağını tahmin ediyor.eet) Uluslararası Uzay İstasyonu.

Her uydunun ağırlığı muhtemeldir 10 450 tonluk ISS'den kat daha fazla, bu nedenle hammaddeleri yörüngeye sokmak, mevcut fırlatma kapasitesinde yaklaşık 200 kat artış gerektirecek. Bir kez orada, bu yapıların otonom robotlar (uzaktan kumandalı robotların aksine) tarafından birleştirilmesi gerekecek ve bu da hem robotik manipülasyonda hem de yapay zekada büyük iyileştirme gerektirecek.

Bu sistemleri fiziksel olarak birbirine bağlamakould Roland Berger raporuna göre çok fazla fırlatma ağırlığı ekleyin, bu nedenle yapıları oluşturan kabaca iki milyon bileşenould kablosuz olarak kontrol edilmesi ve izlenmesi gerekir. Bu, bugüne kadar inşa ettiğimiz her şeyden çok daha karmaşık bir sensör-aktüatör ağını temsil eder.

Belki de en büyük zorluk, verimliliğin arttırılması olacaktır. kablosuz güç iletimi sistem. Roland Berger raporu, Amerika Birleşik Devletleri Donanma Araştırmaları'nın Laboratuvar kilovat gücü yaklaşık bir mil mesafelere iletmeyi başardı, ancak gigawatt'ları uzayda binlerce kilometreden yüksek verimlilikle ışınlamak temel atılımlar gerektirecek.

Eğer Solaris projesi devam ederse, yüksek verimli güneş pilleri, kablosuz güç iletimi ve yörüngede robotik montajda en son teknolojiyi geliştirmeye odaklanacak. Program, 2025 yılına kadar devam edecek şekilde tasarlandı ve bu noktada, ESA'nın tam gelişmeyi sürdürmek isteyip istemediğine karar vermesi için yeterli bilgiyi sağlayacağı umulmaktadır.

Ancak zorluğun ölçeği göz önüne alındığında, bazıları SBSP'nin gerçek olma şansı çok az olan bir gökyüzü pastası planı olduğuna inanıyor. Olarak Ars Technica Notlar, Elon Musk ünlü bir şekilde bu fikirle alay etti ve fizikçi Casey Handmer tarafından yapılan bir analiz, iletim kayıplarının, termal kayıpların, lojistikal maliyetler ve uzayın zorluklarından kurtulmak için teknolojinizi inşa etmekten kaynaklanan ceza, SBSP'nin binlerce zaman alacağı anlamına gelir.s karasal güneş enerjisinden daha pahalıdır.

Ama ESA tek değil bir bu fikrin peşinde. Japonya en az 2014'ten beri SBSP'yi ciddi şekilde araştırıyor ve daha yakın zamanda Birleşik Krallık ve Çin çoğunluğa atladılar.

Bu hükümetlerden herhangi birininve SBSP'yi gerçeğe dönüştürmek için gereken türden kaynakları taahhüt etmek için mide görülmeye devam, fakat momentum artıyor gibi görünüyor.

İmaj Kredisi: ESA/Andreas Treuer