L'énergie solaire est produite directement à partir de l'espace. Est-ce possible?

Plus de soixante-dix ans, en 1941, Isaac Asimov a écrit une histoire dans laquelle l'énergie du soleil transmis par micro-ondes des rayons sur les planètes voisines à l'aide de la station spatiale. Les années ont passé, et aujourd'hui, les scientifiques tentent de mettre cette science-fiction dans la réalité sur la Terre. Le concept de l'utilisation de l'énergie solaire reçue de l'espace, ou directement dans l'espace sont développés depuis le milieu du 20e siècle. De nombreux projets attendent l'heure.

l'énergie Solaire est une

En Utilisant l'énergie solaire dans l'espace (SBSP), nous pouvons résoudre nos problèmes avec l'énergie et les émissions de gaz à effet de serre avec un impact minimal sur l'environnement. Le professeur Sergio Pellegrino de Калтеха a récemment déclaré que le massif de la production d'énergie du système SBSP et le fait que notre soleil sera de 10 milliards d'années, nous permettent de supposer que la source de l'énergie nous avons là encore longtemps.

L'Une des plus vastes études de la NASA, tout le temps, Satellite Power System Concept Development and Evaluation Program, a été spécifiquement SBSP et coûté plus de 50 millions de dollars, il a été réalisé à partir de 1976 à 1980. L'autre est la recherche fondamentale financée par la NASA, pour la revalorisation et la compréhension de la faisabilité SBSP, appelé Space Solar Power Exploratory Research and Technology. L'étude a compris une énorme quantité de solides études scientifiques, mais dans l'ensemble, la conclusion était la suivante:

«à grande échelle, le SSP est très complexe et très un système intégré de systèmes, ce qui nécessite de nombreuses avancées significatives dans la technologie de pointe et des fonctionnalités. Développé la gamme qui détermine les moyens potentiels pour la réalisation de tous les percées — même et pour quelques décennies». — John C. Манкинс, le 7 septembre 2000.

Il est Clair que rien n'est clair. Nous allons plonger plus profondément dans les bases de cette exponentielle de la technologie et de sa faisabilité.

qu'est-ce Que l'énergie solaire reçue de l'espace?

L'énergie Solaire produite dans l'espace, c'est le concept de la capture de l'énergie solaire dans l'espace extra-atmosphérique et de le transférer directement sur le Sol ou d'autres à venir de la planète.

Autrement dit, nous pourrions mettre un peu de mécanisme dans l'espace extra-atmosphérique, pour presque continuellement de capturer l'énergie du Soleil et de transmettre cette énergie à la Terre. Ce problème peut se produire de jour ou de nuit, sous la pluie ou sous un ciel clair. Dès que nous recevons l'énergie sur Terre sur ректенну (antenne spéciale pour produire de l'énergie), nous pouvons organiser avec l'aide de nos méthodes conventionnelles. C'est très simple.

Il y a beaucoup d'idées, liées à la configuration et à l'architecture du mécanisme de SBSP que nous pourrions utiliser. L'emplacement du système, l'architecture de satellites, la collecte de l'énergie et de la transmission de l'énergie est à la base des grands éléments qui doivent attirer l'attention et la compréhension des différents systèmes de SBSP. Étant donné le nombre de concepts proposés, nous considérons que certaines des plus notables d'options.

Où placer un système de production d'énergie solaire?

Геосинхронная, il en est de même complément géostationnaire européen, (GSO) l'orbite, la moyenne low earth (COO) et basse low earth orbit (BIE) — voici les options à l'examen. Le plus prometteur est le BSG en raison de la géométrie simplifiée et l'alignement de l'antenne par rapport à la ректенне, l'évolutivité et presque continue le transfert d'énergie. Le principal problème GSO — un grand nombre de rayonnements. Général spatiales de danger, comme микрометеориты ou les éruptions solaires, représentent également une menace.

Satellite architecture

Créer un lunaires de l'usine avec beaucoup de trafic ou développer des astéroïdes pour l'assemblage ou l'auto-assemblage de satellites SBSP — dans tous les cas, la création autonomes spatiaux usines sera une tâche difficile. Toute construction dans l'espace nécessitera l'utilisation de locaux et de matériel gratuit (lunaires), ce qui impose certaines restrictions sur la complexité des structures, si l'on compare avec ceux que l'on peut construire sur la Terre.

Une grande installation que nous sommes en train de construire sur la Terre, il est modulaire batterie solaire de développement Калтеха et Northrop Grumann. Regardez la vidéo ci-dessous.

Un Autre grand concept de la société privée Solaren. Dans l'avenir, elle envisage de mener une expérience avec la construction d'une centrale solaire SBSP d'une puissance de 250 Mw en orbite géostationnaire. En 2009, Solaren a conclu un accord avec la plus grande compagnie d'électricité de Californie PG&E lui spatiale de l'énergie solaire.

Même la NASA avec le concept arbitrairement grand multiéléments (créé en 2012) a attiré l'attention récente de John S. Манкинса, un des principaux experts SBSP dans le monde.

Comment recueillir l'énergie du soleil dans l'espace?

Les Deux concepts de base liés à la collecte de l'énergie, c'est l'utilisation de panneaux photovoltaïques (panneaux solaires) ou de la chaleur du soleil. Vous pouvez capter la chaleur du soleil (et donc de l'énergie), en utilisant des miroirs pour concentrer la lumière et de chauffer le liquide. Les couples, à son tour, va faire tourner une turbine et produire de l'électricité. Ce concept possède une certaine catégories de poids, l'avantage par rapport à des panneaux solaires, et réduit la masse globale par watt. Cependant, dans la plupart des concepts suppose d'utiliser сверлегкие et très efficace photovoltaïques.

Comment faire pour transférer l'énergie du soleil depuis l'espace?

Micro-transfert d'énergie typiquele choix dans les conceptions SBSP en raison de l'efficacité globale, mais l'utilisation de la transmission de l'énergie par un laser — une autre option intéressante en raison de la réduction de poids et de coût. Toutefois, à l'idée de la présence d'un rayon laser puissant craignait que sa peut se transformer en armes spatiales (rayon de la mort). Toutefois, les protocoles de sécurité pourraient facilement éliminer cette menace. De la conception, vous pouvez créer de répondre à toutes les exigences à des niveaux micro d'énergie. Ne sera pas une menace pour les habitants des villes et des êtres vivants sur le chemin des rayons à la terre. Simple relation inverse entre l'antenne et la ректенной aurait permis de couper la transmission, si elle dévié du cours.

Maintenant que nous avons mieux compris, qu'est-ce que SBSP, débutons dans ses plus grandes limites.

le Coût de l'installation de la transmission de l'énergie cosmique

Il Peut sembler que tout est bien et le soleil sera des milliards d'années de nous fournir gratuitement de l'énergie. Cependant, il ya toujours un piège. Nous l'avons déjà souligné un certain nombre de problèmes de sécurité, mais le principal obstacle est lié avec le coût de l'envoi de tous les matériaux nécessaires pour SBSP. Les estimations actuelles des coûts d'envoi d'environ 1 kg de charge utile dans l'espace vont de 9000 à 43 000 dollars des états-UNIS en fonction de la fusée et de l'engin spatial.

Si l'on regarde seulement d'envoyer des panneaux solaires, la limite inférieure du spectre des coûts de lancement, ultra-léger système de SBSP d'une puissance de 4 Mw est de 4000 tonnes. Mais le plus probable SBSP seront de l'ordre de 80.000 tonnes.

un Faible score: 4000 tonnes x 9000 dollars par kilogramme = 36 000 000 000 de dollars

note: 80 000 tonnes x 43 000 dollars par kilogramme = 3 440 000 000 000 de dollars

Bien que ces chiffres sont très approximatifs, nous sommes encore obtenons une valeur approximative de 36 milliards de dollars à 3,4 milliards de dollars. Utilisation de l'usine sur la Lune ou l'astéroïde soudainement semble bon marché.

Les Résultats de l'étude de la NASA montrent que cosmique de l'énergie solaire est «économiquement viable», si le départ les coûts vont varier de 100 à 200 dollars par kilogramme. Bien que le prix continue de baisser, notamment grâce à des fusées réutilisables SpaceX, il reste encore un long chemin à parcourir. Toutefois, cette tendance va suivre la loi de l'accélération de recul Ray Курцвейла, et le prix des lancements vont continuer à baisser avec des milliards et des millions à plusieurs centaines de dollars.

Inutile de dire que le problème n'est pas dans la technologie, mais dans sa valeur.

l'Avenir de l'énergie solaire

La Capacité de SBSP assurer propre et fiable de l'électricité pour la planète en permanence le moins cher de toute autre source — absolument réel. Mais il faudrait des décennies d'investissement, l'assemblage, le test et la mise en œuvre réussie, avant que le système commence à récupérer leur investissement initial.

Et pourtant, un élément essentiel de la promotion de SBSP comme la source d'énergie est le bon climat politique.

Pourquoi avons-nous l'énergie du soleil?

Si vous ne prenez pas en compte les politiques, ayant SBSP (ou fusion nucléaire) dans la prochaine décennie, nous pourrions mettre ces concepts scientifiques:

• espace ascenseurs et spatiales de la tour
• Orbitales de l'anneau — spatiales en utilisant les ascenseurs, de créer un anneau autour de la Terre au lieu de la station spatiale pour pas cher circulation des marchandises et de la maîtrise de l'espace
• de la Sphère de Dyson — le géant shell, couvrant toute une étoile et d'absorber la totalité de sa production d'énergie
• Матрешечные cerveau — le souffle de la sphère de Dyson pour transformer les étoiles dans le massif des ordinateurs à l'aide de l'énergie allouée à toutes les étoiles
• les Mondes de l'anneau artificielles de la planète, utilisant toute une étoile

Les Options sont nombreuses. Il reste seulement à trouver et à développer. Offrez vos? Commencez dans notre