แผนของญี่ปุ่นในการสูบพลังงานอวกาศสู่โลก

ญี่ปุ่นต้องการใช้ประโยชน์จากแหล่งพลังงานที่เก็บรวบรวมจากอวกาศ (ภาพประกอบ: Adobe)

ญี่ปุ่นเตรียมส่งยานอวกาศขนาดเครื่องซักผ้าขึ้นสู่วงโคจร หวังว่าจะเป็นก้าวสำคัญในการกำหนดอนาคตของพลังงานสะอาด

โครงการ OHISAMA ซึ่งชื่อแปลว่า "ดวงอาทิตย์" ในภาษาญี่ปุ่น มีกำหนดแล้วเสร็จในปี 2568

ดาวเทียมมีน้ำหนักเพียงประมาณ 200 กิโลกรัม และบินในวงโคจรต่ำที่ระดับความสูงประมาณ 400 กิโลเมตรจากพื้นผิวโลก มันจะรวบรวมแสงอาทิตย์ผ่านแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 200 ตร.ม. และแปลงพลังงานดังกล่าวให้เป็นไมโครเวฟ คลื่นไมโครเวฟเหล่านี้จะถูกส่งผ่านเสาอากาศชุดหนึ่งที่ตั้งอยู่ในเมืองซูวะ ประเทศญี่ปุ่น

จากนี้พลังงานจะถูกแปลงเป็นไฟฟ้า พลังงานเอาต์พุตเริ่มต้นอยู่ที่ประมาณ 1 กิโลวัตต์เท่านั้น ซึ่งเทียบเท่ากับพลังงานที่เพียงพอต่อการใช้งานเครื่องชงกาแฟหรือเครื่องล้างจานนาน 1 ชั่วโมง

แม้ว่าจะเป็นเพียงในระดับเล็กๆ แต่ความสำเร็จที่อาจเกิดขึ้นของการทดลองนี้ก็อาจมีผลกระทบในวงกว้าง นี่เป็นหนึ่งในการทดสอบภาคปฏิบัติครั้งแรกของเครือข่ายลำแสงสุริยะที่รวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศแล้วส่งลงมายังโลก

ระบบนี้สามารถจ่ายพลังงานได้ทั้งกลางวันและกลางคืน โดยไม่ได้รับผลกระทบจากสภาพอากาศ เมฆ หรือความมืดที่เกิดจากการหมุนของโลก สิ่งเหล่านี้เป็นตัวแปรในปัจจุบันที่มีผลอย่างมากต่อปริมาณพลังงานที่แผงโซลาร์เซลล์สมัยใหม่ผลิตได้

แนวคิดการส่งพลังงานแสงอาทิตย์จากวงโคจรไม่ใช่เรื่องใหม่ แนวคิดนี้ได้รับการเสนอครั้งแรกในปีพ.ศ. 2511 โดย Peter Glaser ซึ่งเป็นวิศวกรที่ทำงานร่วมกับ NASA ในระหว่างการพัฒนาโครงการ Apollo

ในตอนนั้น ถือว่าไม่สามารถทำได้ในทางปฏิบัติเลย ดาวเทียมที่ต้องใช้จะต้องมีจำนวนมหาศาล ต้นทุนการปล่อยดาวเทียมก็สูงไม่น้อย และเทคโนโลยีการส่งพลังงานยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น

แต่ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมาอะไรๆ ก็เปลี่ยนไป ความก้าวหน้าด้านวัสดุน้ำหนักเบา การส่งคลื่นไมโครเวฟ และระบบการปล่อยยานอวกาศต้นทุนต่ำทำให้ความฝันในการรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศกลายเป็นความจริง ส่วนใหญ่นั้นต้องขอบคุณนวัตกรรม เช่น จรวดที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ของ SpaceX

ดาวเทียม OHISAMA ของญี่ปุ่นได้รับการออกแบบมาเพื่อทดสอบแนวคิดที่ว่าเทคโนโลยีลำแสงพลังงานแสงอาทิตย์มีความเป็นไปได้

เครื่องรับภาคพื้นดิน 13 เครื่องซึ่งติดตั้งไว้ทั่วพื้นที่ 600 ตารางเมตรจะรับคลื่นไมโครเวฟที่ส่งลงมา

การทดลองนี้จะทดสอบไม่เพียงแค่ความสามารถในการส่งพลังงานแสงอาทิตย์จากวงโคจรอย่างแม่นยำเท่านั้น แต่ยังจะทดสอบด้วยว่าระบบภาคพื้นดินสามารถรับและแปลงพลังงานดังกล่าวให้เป็นพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ได้หรือไม่

ญี่ปุ่นไม่ใช่ประเทศเดียวที่แสวงหาเทคโนโลยีนี้ ในปี 2020 ห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรือสหรัฐฯ ได้เปิดตัวการทดลองพลังงานในอวกาศที่เรียกว่า PRAM และในปี 2023 Caltech ก็ได้ทำตามด้วยการสร้างต้นแบบต้นทุนต่ำที่เรียกว่า MAPLE

ความพยายามแต่ละอย่างเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อตรวจยืนยันองค์ประกอบต่างๆ ของการส่งพลังงานแสงอาทิตย์จากวงโคจรมายังโลก

เมื่อนำผลลัพธ์ของโครงการทั้งหมดมารวมกัน เราจะวางรากฐานสำหรับอนาคตที่ดาวเทียมจะสามารถกลายมาเป็นโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานแสงอาทิตย์ระดับโลกได้

อย่างไรก็ตาม ยังคงมีอุปสรรคสำคัญอยู่ อุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดประการหนึ่งคือต้นทุน NASA ประมาณการว่าการผลิตไฟฟ้าผ่านระบบอวกาศอาจมีราคาแพงกว่าพลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานลมบนโลกถึง 10 เท่า

ดาวเทียมที่กำลังเดินทางด้วยความเร็ว 28,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมงจะต้องปล่อยพลังงานแสงอาทิตย์ไปยังเป้าหมายคงที่ด้านล่าง ซึ่งต้องมีการติดตามอย่างแม่นยำและอาจมีกลุ่มรับสัญญาณขนาดใหญ่ที่ขยายออกไปเป็นระยะทางหลายกิโลเมตร โชคดีที่ OHISAMA ไม่ได้พยายามแก้ไขปัญหาทั้งหมดเหล่านี้ในคราวเดียว

ในทางกลับกัน โครงการนี้เป็นการวางรากฐานเพื่อให้วันหนึ่งเราจะมีโครงข่ายไฟฟ้าทั่วโลกที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานจากอวกาศ

หากประสบความสำเร็จ ดาวเทียมรุ่นในอนาคตอาจได้รับการปรับขนาดให้ส่งมอบพลังงานหมุนเวียนอย่างต่อเนื่องจากวงโคจร ซึ่งจะให้แหล่งพลังงานที่สะอาดและคงที่แม้ว่าดวงอาทิตย์จะไม่ส่องแสงบนโลกก็ตาม

ที่มา: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/ke-hoach-cua-nhat-bom-nang-luong-vu-tru-ve-trai-dat-20250519020621314.htm