מאמצים להעביר אנרגיה סולארית מהחלל לכדור הארץ

[מודעה_1]

חוקרים עורכים ניסויים לייצור אנרגיה סולארית בחלל והעברתה באופן אלחוטי חזרה לכדור הארץ.

סימולציה של לוויין האנרגיה הסולארית CASSIOPeiA שתוכנן בבריטניה. צילום: Space Solar — סימולציה של לוויין האנרגיה הסולארית CASSIOPeiA שתוכנן בבריטניה. צילום: *Space Solar*

עלי חג'מירי, פרופסור להנדסת חשמל במכון הטכנולוגי של קליפורניה (Caltech), הקדיש עשור למחקר דרכים לשגר תאים סולאריים לחלל ולשלוח את האנרגיה בחזרה לכדור הארץ, על פי CNN . השנה, חג'מירי ועמיתיו עשו צעד נוסף לקראת הפיכת ייצור אנרגיה סולארית בחלל למציאות. בינואר 2023, הם שיגרו את מייפל, אב טיפוס באורך 30 סנטימטרים המצויד במשדר גמיש וקל במיוחד. מטרתם היא לאסוף אנרגיה מהשמש ולהעביר אותה באופן אלחוטי בחלל. כמות החשמל שאסף הצוות מספיקה כדי להדליק שתי נורות LED.

מטרתם הרחבה יותר של החוקרים, לעומת זאת, הייתה לבדוק האם מייפל תוכל להקרין אנרגיה בחזרה לכדור הארץ. במאי 2023, החליט הצוות לערוך ניסוי כדי לגלות מה יקרה. על גג בקמפוס של קאלטק בפסדינה, קליפורניה, הצליחו חג'ימירי וכמה מדענים נוספים לקלוט את האות של מייפל. האנרגיה שזיהו הייתה קטנה מכדי להיות שימושית, אך הם הצליחו להעביר חשמל באופן אלחוטי מהחלל.

ייצור אנרגיה סולארית בחלל אינו רעיון מסובך במיוחד. בני אדם יכולים לרתום את האנרגיה העצומה של השמש בחלל. זהו מקור חשמל הזמין כל הזמן, שאינו מושפע ממזג אוויר גרוע, עננים, שעת הלילה או עונה. ישנם רעיונות רבים ושונים לעשות זאת, אך השיטה פועלת כך. לוויינים המופעלים על ידי השמש בקוטר של יותר מ-1.6 ק"מ משוגרים למסלולים בגובה רב. בגלל גודלו העצום של המבנה, הם מורכבים ממאות אלפי מודולים קטנים יותר המיוצרים בייצור המוני, כמו לבני לגו, המורכבים בחלל על ידי רובוטים אוטונומיים.

פאנלים סולאריים של הלוויין יאספו אנרגיה סולארית, ימירו אותה לגלי מיקרו וישדרו אותה באופן אלחוטי לכדור הארץ באמצעות משדר אותות גדול מאוד, שניתן לשדר אותו למיקום ספציפי על הקרקע בדיוק רב. גלי מיקרו יכולים לחדור בקלות דרך עננים ומזג אוויר גרוע, ולפנות לאנטנה הקליטה בכדור הארץ. לאחר מכן, גלי המיקרו מומרים בחזרה לחשמל ומוזנים לרשת החשמל.

אנטנות הקליטה הן בקוטר של כ-6 קילומטרים וניתן לבנות אותן ביבשה או בחופי הים. מכיוון שמבנה הרשת כמעט שקוף, ניתן להשתמש בקרקע שמתחתיהן עבור פאנלים סולאריים, חוות או פעילויות אחרות. לוויין יחיד לקצירת אנרגיה סולארית בחלל יכול לספק 2 ג'יגה-וואט חשמל, שווה ערך לשתי תחנות כוח גרעיניות בגודל בינוני בארצות הברית.

המכשול הגדול לטכנולוגיה היה העלות הגבוהה של הצבת תחנות כוח במסלול. בעשור האחרון, מצב זה החל להשתנות כאשר חברות כמו SpaceX ו-Blue Origin החלו לפתח רקטות רב פעמיות. עלויות השיגור נעות כיום בסביבות 1,500 דולר לקילוגרם, פי 30 פחות מעידן מעבורות החלל של תחילת שנות ה-80.

תומכי הרעיון אומרים כי אנרגיה סולארית מבוססת חלל תוכל לספק אנרגיה למדינות מפותחות בעלות צרכים עצומים של אנרגיה אך חסרות תשתית. היא תוכל גם לשרת את העיירות והכפרים הארקטיים הנידחים הרבים הנמצאים בחושך מוחלט במשך חודשים בכל שנה, ולסייע לקהילות שאיבדו חשמל עקב אסונות טבע או סכסוכים.

בעוד שעדיין יש דרך ארוכה בין הרעיון למסחור, ממשלות וחברות ברחבי העולם מאמינות שאנרגיה סולארית בחלל יכולה לענות על הביקוש הגובר לחשמל נקי ולסייע בהתמודדות עם משבר האקלים. בארה"ב, מעבדת המחקר של חיל האוויר מתכננת לשגר כלי טיס ניסיוני קטן בשם Arachne בשנת 2025. מעבדת המחקר של חיל הים האמריקאי השיקה מודול במאי 2020 על כלי טיס ניסוי מסלולי לבדיקת חומרה לייצור אנרגיה סולארית בתנאי חלל. האקדמיה הסינית לטכנולוגיית חלל שואפת לשגר לוויין סולארי למסלול נמוך בשנת 2028 ולמסלול גבוה בשנת 2030.

ממשלת בריטניה ערכה מחקר עצמאי והגיעה למסקנה כי ייצור אנרגיה סולארית בחלל אפשרי מבחינה טכנית עם עיצובים כמו CASSIOPeiA, לוויין בגודל 1.7 ק"מ שיכול לספק 2 ג'יגה-וואט של חשמל. האיחוד האירופי מפתח גם את תוכנית סולאריס כדי לקבוע את ההיתכנות הטכנית של אנרגיה סולארית בחלל.

בקליפורניה, חג'ימירי וצוותו בילו את ששת החודשים האחרונים בבדיקות מאמץ של אבות טיפוס כדי לאסוף נתונים על עיצובים מהדור הבא. המטרה הסופית של חג'ימירי היא סדרה של מפרשים גמישים וקלים שניתן להוביל, לשגר ולפרוש בחלל, עם מיליארדי רכיבים הפועלים בסנכרון מושלם כדי לספק אנרגיה במקום בו היא נחוצה.

אן קאנג (לפי CNN )

[מודעה_2]
קישור למקור