السباق نحو الطاقة الشمسية الفضائية

تعمل شركة Space Solar على تصميم قمر صناعي يسمى CASSIOPeiA، والذي تصفه مجلة Physics World بأنه يبدو “مثل سلم حلزوني، حيث تكون الألواح الكهروضوئية هي “المداسات” وأجهزة إرسال الموجات الدقيقة – ثنائيات القطب على شكل قضيب – هي “الناهضات”. له شكل حلزوني بدون أجزاء متحركة.

“يتكون نظامنا من مئات الآلاف من وحدات الطاقة ذات الحجم نفسه في طبق العشاء. وقال سام أدلين، الرئيس التنفيذي لشركة Space Solar: “تحتوي كل وحدة على الطاقة الكهروضوئية التي تحول طاقة الشمس إلى كهرباء DC”.

“إن طاقة التيار المستمر هذه تقوم بعد ذلك بتشغيل الإلكترونيات لنقل الطاقة … إلى الأرض من هوائيات ثنائية القطب. يتم تحويل تلك القوة في الفضاء إلى [microwaves] ويتم إرسالها للأسفل في شعاع متماسك وصولاً إلى الأرض حيث يتم استقبالها بواسطة هوائي تصحيح، وإعادة تحويلها إلى كهرباء، وإدخالها إلى الشبكة.

وقال أدلين إن تقنيات الروبوتات للتطبيقات الفضائية، مثل التجميع في المدار، تتقدم بسرعة.

كتب سيريوتي أن تصميم SPS-ALPHA، وهو تصميم آخر، يحتوي على هيكل كبير لتجميع الطاقة الشمسية يتضمن العديد من المروحيات، وهي عبارة عن وحدات عاكسة صغيرة يمكن تحريكها بشكل فردي. تقوم هذه الوحدات بتركيز ضوء الشمس على وحدات منفصلة لتوليد الطاقة، وبعد ذلك يتم إرسالها مرة أخرى إلى الأرض بواسطة وحدة أخرى.

السلامة الفضائية

تتضمن هذه الخطط تدفقات كبيرة من موجات الميكروويف أو الإشعاع الراديوي. لكن الطاقة الشمسية الفضائية آمنة نسبيا. وقال فيجندران إنه بالنسبة لإشعاع الميكروويف الصادر عن منشأة للطاقة الشمسية في الفضاء، فإن “التأثير الوحيد المعروف لتلك الترددات على البشر أو الكائنات الحية هو تسخين الأنسجة”. “إذا وقفت في مثل هذا الشعاع عند مستوى الطاقة هذا، فسيكون الأمر مثل الوقوف في شمس المساء.” ومع ذلك، قال كابلين إن هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث لدراسة تأثيرات هذه الموجات الدقيقة على البشر والحيوانات والنباتات والأقمار الصناعية والبنية التحتية والغلاف الأيوني.

ومع ذلك، فإن إيصال ذلك إلى الجمهور قد يظل تحديًا. وقال أدلين: “لا تزال هناك مشكلة تتعلق بالإدراك العام يجب حلها، وسوف تحتاج إلى مشاركة قوية لطرح هذا الأمر في السوق بنجاح”.

الهجمات العسكرية باستخدام الطاقة الشمسية الفضائية قد تثير المخاوف أيضًا. ولكن حتى لو تم اختطاف محطة طاقة شمسية في الفضاء لأسباب عسكرية، فإن الأجهزة ستحد من الشعاع بكثافة آمنة بحيث لا يمكن استخدامه لإيذاء الناس أو النظم البيئية على الأرض، كما قال سيريوتي.

وبعيدًا عن القضايا البيئية، هناك مخاوف إضافية يجب حلها قبل النشر. يعد التداخل مع إشارات الاتصالات خطرًا محتملاً آخر، على الرغم من أن جيبني كتب أن تردد الشعاع لن يعطل اتصالات الطائرات. من المهم أخذ بعض المخاطر الجسدية الأخرى بعين الاعتبار.

وقال فيجندران إن الحطام الذي يدور حوله، مثل النيازك أو النفايات الفضائية، يمكن أن يضرب المحطة ويلحق بها أضرارًا. إذا أدت التأثيرات على محطة الطاقة الشمسية إلى توليد حطام، فقد يتسبب ذلك في حدوث مشكلات أيضًا. بالإضافة إلى أنه يجب إخراج الجهاز نفسه من المدار عندما يصل إلى نهاية عمره الافتراضي. “وكالة الفضاء الأوروبية لديها مبادرة للفضاء النظيف. وقال كابلين: “أي شيء نرسله إلى الفضاء، علينا أن نفكر في دورة الحياة بأكملها، من المهد إلى اللحد”.

وأخيرا، سيظل للمشروع أثر بيئي. وكتب سيريوتي أن وضع أجهزة محطة الطاقة الشمسية في المدار، وبنائها، والتحكم فيها من شأنه أن يولد التلوث ويستخدم كمية كبيرة من الوقود. قد تكون هناك حاجة لمئات من عمليات الإطلاق.

إطلاق الاقتصاد

وبعيداً عن تأثيرها البيئي، فإن عمليات الإطلاق هذه ستكلف أموالاً. وقال كابلين إن التكلفة كانت عادة العائق الرئيسي أمام بناء محطة طاقة شمسية فضائية حتى الآن. “ونظرًا لأن هذا المشهد يتغير، وأصبح إرسال الأشياء إلى الفضاء أرخص بشكل عام، يمكننا طرح الأمر على الطاولة مرة أخرى. محادثات المال. لقد حصلنا على نصيحة دراستين مستقلتين حول تحليلات التكلفة والعائد، وقد قررت كل منهما أن هذا يمكن أن يكون قابلاً للتطبيق.

وقال سيريوتي إن تكلفة الطاقة الشمسية الفضائية ستشمل تكاليف التصنيع وتكاليف الصيانة وتكاليف الإطلاق.