طرح تولید انرژی خورشیدی در فضا

شرکت آمریکایی ویرتوس سولیس قصد دارد با استفاده از موشک استارشیپ خود، یک پنل خورشیدی به عرض یک کیلومتر را به فضا پرتاب کند که برق تولید و منتقل خواهد کرد.

شبیه‌سازی سیستم تولید انرژی خورشیدی مداری ویرتوس سولیس. عکس: ویرتوس سولیس

ویرتوس سولیس، یک استارتاپ مستقر در میشیگان که توسط جان باکنل، مهندس سابق موشک اسپیس ایکس، تأسیس شده است، ایده انتقال انرژی خورشیدی از فضا را در کنفرانس بین‌المللی انرژی فضایی در لندن در اواسط آوریل معرفی کرد. به گفته ویرتوس سولیس، موشک استارشیپ اسپیس ایکس رقابت برای تولید انرژی خورشیدی در فضا را تغییر خواهد داد و نیروگاه‌های مداری را ارزان‌تر از بسیاری از روش‌های زمینی خواهد کرد.

هزینه پرتاب ماهواره‌ها به فضا در سال‌های اخیر به لطف ظهور موشک‌های قابل استفاده مجدد که توسط اسپیس ایکس پیشگام آن بودند، به شدت کاهش یافته است. این شرکت اکنون کمتر از ۳۰۰۰ دلار برای هر کیلوگرم بار دریافت می‌کند، اما این مبلغ هنوز برای تولید انرژی خورشیدی فضایی که به پنل‌های خورشیدی غول‌پیکری بزرگتر از ایستگاه فضایی بین‌المللی نیاز دارد، بسیار زیاد است.

اسپیس‌ایکس قول می‌دهد که پس از عملیاتی شدن کامل موشک استارشیپ، هزینه پرتاب ماهواره‌ها به فضا به ۱۰ دلار برای هر کیلوگرم کاهش خواهد یافت. اگرچه این تخمین ممکن است کمی خوش‌بینانه باشد، باکنل می‌گوید هنگامی که هزینه پرتاب به مدار پایین زمین به زیر ۲۰۰ دلار برای هر کیلوگرم کاهش یابد، انرژی خورشیدی در فضا ارزان‌تر از برق حاصل از نیروگاه‌های هسته‌ای یا نیروگاه‌های زغال‌سنگ و گاز طبیعی روی زمین خواهد بود.

پنل‌های خورشیدی امروزه ارزان‌ترین برق روی زمین را با قیمتی کمتر از 30 دلار در هر مگاوات ساعت تأمین می‌کنند. اما خورشید در شب نمی‌تابد و کارشناسان انرژی در تلاشند تا راه‌هایی برای جبران این کمبود برق با سایر انرژی‌های تجدیدپذیر پیدا کنند. تاکنون انرژی هسته‌ای، زغال‌سنگ و گاز پشتیبان تأمین تقاضا پس از تاریکی یا در هوای بد بوده‌اند. اما نیروگاه‌های زغال‌سنگ اهداف کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای جهان را به خطر می‌اندازند و نیروگاه‌های هسته‌ای بسیار گران‌تر هستند.

باکنل گفت: «انرژی هسته‌ای ۱۵۰ تا ۲۰۰ دلار به ازای هر مگاوات ساعت هزینه دارد. سیستم ما می‌تواند هزینه را در صورت استفاده در مقیاس بزرگ به حدود ۳۰ دلار به ازای هر مگاوات ساعت کاهش دهد.»

ویرتوس سولیس می‌خواهد پنل‌های خورشیدی غول‌پیکری به قطر یک کیلومتر بسازد که بتوانند توسط ربات‌ها از ماژول‌هایی به عرض ۱.۶ متر در مدار مونتاژ شوند. صدها ماژول از این دست می‌توانند توسط یک موشک استارشیپ به مدار مولنیا، یک مدار بیضوی با نزدیکترین نقطه در ۸۰۰ کیلومتری بالای زمین و دورترین نقطه در ۳۵۰۰۰ کیلومتری، منتقل شوند.

یک ماهواره در مدار، ۱۲ ساعت طول می‌کشد تا یک دور کامل به دور سیاره بچرخد. اما به دلیل ماهیت این مدار، فضاپیما می‌تواند بیش از ۱۱ ساعت در دورافتاده‌ترین مناطق بماند. بنابراین، خوشه‌هایی از دو یا چند ماهواره، یک ایستگاه پایه دائمی برای یک منطقه فراهم می‌کنند. سیستمی متشکل از ۱۶ سلول خورشیدی، کل جهان را پوشش می‌دهد و انرژی را به شکل مایکروویو به یک آنتن گیرنده غول‌پیکر روی زمین منتقل می‌کند.

باکنل گفت که این شرکت اکنون به دنبال بهبود راندمان انتقال بی‌سیم برق است، که مانع بزرگی برای تولید برق خورشیدی مبتنی بر فضا است. سیستم‌های فعلی حدود ۵٪ راندمان دارند، اما برای استفاده عملی، راندمان باید به ۲۰٪ افزایش یابد. در ماه فوریه، ویرتوس سولیس اعلام کرد که قصد دارد در سال ۲۰۲۷ یک ماهواره انتقال برق را برای آزمایش مونتاژ سلول‌های خورشیدی در فضا و انتقال بیش از یک کیلووات برق به زمین پرتاب کند. این شرکت امیدوار است تا سال ۲۰۳۰ یک نیروگاه خورشیدی تجاری در سطح مگاوات بسازد.

آن خنگ (به روایت فضا )

منبع: https://vnexpress.net/ke-hoach-san-xuat-dien-mat-troi-trong-vu-tru-4740663.html