Το ενδεχόμενο κατασκευής μία «ηλιακής φάρμας» σε τροχιά γύρω από τη Γη, η οποία θα μεταδίδει ενέργεια μέσω ακτινών μικροκυμάτων στην επιφάνεια του πλανήτη, εξετάζει η ιαπωνική διαστημική υπηρεσία, JAXA.
Το ενδεχόμενο κατασκευής μία «ηλιακής φάρμας» σε τροχιά γύρω από τη Γη, η οποία θα μεταδίδει ενέργεια μέσω ακτινών μικροκυμάτων στην επιφάνεια του πλανήτη, εξετάζει η ιαπωνική διαστημική υπηρεσία, JAXA.
Σύμφωνα με εκτενές άρθρο του Σουσούμου Σασάκι, στελέχους της υπηρεσίας, στο IEEE Spectrum, το συγκεκριμένο όραμα επιστημονικής φαντασίας ενδεχομένως να γίνει πραγματικότητα μέσα σε διάστημα 25 ετών, βάσει μίας πρότασης ερευνητών της JAXA. Η υπηρεσία, η οποία δείχνει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τον τομέα των διαστημικών ηλιακών συλλεκτών, έχει πλέον έναν «οδικό χάρτη» τεχνολογίας, ο οποίος υποδεικνύει μία σειρά επιδείξεων σε έδαφος και τροχιά που θα μπορούσαν να έχουν ως τελικό αποτέλεσμα την δημιουργία ενός συστήματος του ενός γιγαβάτ μέσα στη δεκαετία του 2030.
Αν και πρόκειται για ένα σίγουρα πολύ φιλόδοξο σχέδιο, σύμφωνα με το άρθρο υπάρχει μία σειρά τεχνικών και κοινωνικών παραγόντων που του δίνουν ρεαλιστική βάση, όπως οι εξελίξεις στην ασύρματη μετάδοση ισχύος και οι προβληματισμοί σχετικά με την κλιματική αλλαγή και την παγκόσμια αύξηση της θερμοκρασίας.
«Οι τεχνολογίες ανανεώσιμης ενέργειας για την εκμετάλλευση του ήλιου και του ανέμου βελτιώνονται συνεχώς, αλλά οι μεγάλης κλίμακας ηλιακές και αιολικές φάρμες καταλαμβάνουν μεγάλες εκτάσεις Γης και παρέχουν μόνο διαλειπτόμενη ενέργεια. Οι διαστημικοί ηλιακοί συλλέκτες σε γεωσύγχρονη τροχιά, από την άλλη, θα μπορούσαν να παράγουν ενέργεια σχεδόν 24 ώρες το 24ωρο. Η Ιαπωνία έχει ειδικότερο ενδιαφέρον για την εύρεση μίας πρακτικής πηγής καθαρής ενέργειας: το ατύχημα στον πυρηνικό σταθμό Φουκουσίμα Νταΐτσι προκάλεσε μία εξαντλητική και συστηματική έρευνα για εναλλακτικές, ωστόσο η Ιαπωνία στερείται τόσο πόρους ορυκτών καυσίμων όσο και άδειες εκτάσεις κατάλληλες για εγκαταστάσεις ανανεώσιμης ενέργειας» αναφέρει στο άρθρο του ο Σασάκι.
Η ιδέα για διαστημικούς ηλιακούς σταθμούς είχε προταθεί επίσημα πρώτα το 1968 από τον αμερικανό μηχανικό Πίτερ Γκλέιζερ, και η NASA και το υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ διεξήγαγαν έρευνες πάνω στον τομέα, και μέσα στις επόμενες δεκαετίες υποβλήθηκαν διάφορες προτάσεις δορυφόρων ηλιακής ενέργειας (SPS – solar power satellites) – ωστόσο, δεν έχουν εκτοξευτεί τέτοιοι ακόμα, λόγω προβληματισμών για το κόστος και το κατά πόσον είναι κάτι τέτοιο εφικτό από τεχνικής πλευράς. Ωστόσο, «είναι ώρα να ξαναδούμε την διαστημική ηλιακή ενέργεια».
Ένας SPS εμπορικού χαρακτήρα, ικανός για την παραγωγή ενός GW θα ήταν μία μεγάλη κατασκευή, βάρους άνω των 10.000 μετρικών τόνων και πλάτους αρκετών χιλιομέτρων. Για την περάτωση και τη λειτουργία ενός συστήματος που βασίζεται σε τέτοιους δορυφόρους θα χρειαζόταν καλό επίπεδο σε έξι τομείς: ασύρματη μετάδοση ισχύος, μεταφορά στο διάστημα, κατασκευή διαστημικών εγκαταστάσεων σε τροχιά, υψόμετρο δορυφόρων και έλεγχος τροχιάς, παραγωγή ενέργειας και διαχείριση ενέργειας. Από αυτούς τους έξι τομείς, η JAXA επικεντρώνεται στον πιο «προκλητικό»: την ασύρματη μετάδοση ενέργειας, η οποία αποτελεί όραμα ερευνητών από την εποχή των πειραμάτων του Νικολά Τέσλα ακόμα, στα τέλη του 19ου αιώνα.
Μέσα στα επόμενα χρόνια σχεδιάζεται μία σειρά επιδείξεων: κατά το τέλος του έτους, σύμφωνα με το άρθρο, αναμένεται ένα πείραμα στο οποίο μία ακτίνα εκατοντάδων βατ θα μεταδοθεί σε απόσταση 50 μέτρων. Το εν λόγω πρόγραμμα χρηματοδοτείται από την JAXA και την Japan Space Systems, και θα είναι η πρώτη επίδειξη μετάδοσης μικροκυμάτων υψηλής ισχύος και μακράς εμφέλειας, σε συνδυασμό με επανακατευθυντικό έλεγχο ακτίνας. Μετά, οι ερευνητές ελπίζουν να διεξάγουν το πρώτο πείραμα μετάδοσης ενέργειας μέσω μικροκυμάτων στο Διάστημα, στέλνοντας πολλαπλά κιλοβάτ από χαμηλή τροχιά στο έδαφος. Στο εν λόγω βήμα, που έχει προταθεί για το 2018, θα δοκιμαστεί το υλικό και θα εξεταστεί η επίδραση που ασκείται στην ακτίνα από την ατμόσφαιρα.
«Εάν όλα πάνε καλά με αυτές τις αρχικές επίγειες και διαστημικές επιδείξεις, τα πράγματα θα αρχίσουν να γίνονται πραγματικά ενδιαφέροντα. Ο τεχνολογικός οδικός χάρτης της JAXA ζητεί έναρξη εργασιών με στόχο μια επίδειξη SPS των 100 κιλοβάτ γύρω στο 2020» αναφέρει ο Σασάκι. Η κατασκευή και η εκτόξευση σε τροχιά ενός σταθμού των δύο μεγαβάτ και μετά των 200 αναμένεται να αποτελέσουν τα επόμενα βήματα, τα οποία θα απαιτούν μία διεθνή κοινοπραξία. Υπό αυτές τις συνθήκες, ένας παγκόσμιος οργανισμός θα μπορούσε να ξεκιήσει την κατασκευή ενός SPS του ενός γιγαβάτ μέσα στη δεκαετία του 2030.
«Θα είναι δύσκολο και ακριβό, αλλά το αντάλλαγμα θα είναι τεράστιο, και όχι μόνο από οικονομικής πλευράς. Μέσα σε όλη την ανθρώπινη ιστορία, η εμφάνιση κάθε νέας πηγής ενέργειας έφερε επανάσταση στον τρόπο ζωής. Εάν η ανθρωπότητα αγκαλιάσει την διαστημική ηλιακή ενέργεια, ένα δαχτυλίδι δορυφόρων σε τροχιά θα μπορούσε να παρέχει απεριόριστη ηλιακή ενέργεια, σηματοδοτώντας το τέλος των συγκρούσεων σχετικά με τους ενεργειακούς πόρους της Γης. Καθώς μεταφέρουμε στο Διάστημα περισσότερο από τον τεχνολογικό εξοπλισμό που έχει να κάνει με την καθημερινή ζωή, θα αρχίσουμε να δημιουργούμε έναν ακμάζοντα και ειρηνικό πολιτισμό πέρα από την επιφάνεια της Γης» καταλήγει το άρθρο.