エネルギー問題の解決策はアイザック・アシモフのアイデアに隠されているかもしれない！

宇宙ステーションは地球の周りを周回し、太陽からエネルギーを集めて私たちの惑星に送ります。 このアイデアを世界に共有したのは、 アイザック・アシモフ 80年以上前（正確には1941年）に出版され、それ以来未来学者やSFファンの夢となっている小説「Reason」の中で。

しかし、このアイデアは単なる空想にとどまるものではありません。世界中の宇宙機関が追求している非常に実用的なコンセプトであり、今日のテクノロジーでほぼ実現可能です。 それは、私たちが地球上で直面しているエネルギー危機の解決策になる可能性さえあります。

彼女の素晴らしい記事の中で ジョージナ・トーベット ウェブサイト用 デジタルトレンド、その責任者であるレオポルド・サマーラーの助けを借りて分析されます。 先端概念研究室 欧州宇宙機関 (ESA)、このアイデアを実装する全体のコンセプト。

宇宙の太陽光発電所

ザ 太陽光発電 化石燃料や他のエネルギー源に比べて多くの利点があります: 無料です。非常に利用可能、 再生可能、 彼が持っている 環境への影響を最小限に抑える 一般にメンテナンスの手間がかかりません。 さらに、ソーラーパネル技術は常に向上しており、太陽からより効率的にエネルギーを収集できるようになりました。

ただし、どちらも欠けているわけではない 問題 彼女。 最大のものの 1 つは、 保存、エネルギーは日中にしか採取できず、夜間に電力を供給するには大きなバッテリーに蓄えなければならないためです。 それはまた、 良い気象条件雲に覆われていると、収穫できるエネルギーの量が減少するためです。

しかし、もし太陽光発電所を建設できたら、 空間、これらの問題を回避します。 そのような局は、 24時間太陽エネルギーを収集します かさばるバッテリーに保管する必要もありません。 そして、それが軌道上に構築された場合、地球の大気からの干渉に直面することはありません。 大都市など、最も必要な場所に電力を直接送ることもできます。

クレイジーに聞こえるかもしれませんが、このアイデアは実際には理にかなっています。 」それは、最初は「えっ、本当に？」というようなアイデアの1つです。 地球上には十分な空きスペースがあるのに、なぜ誰もそのような大きな構造物を宇宙に設置するのでしょうか?」 と述べた 追加。 しかし、よく考えてみると、このアイデアには多くの利点があることがわかります。 」それは、気候変動からエネルギー安全保障に至るまで、私たちが現在抱えている多くの課題に対処するものであるため、真剣に検討しないのは無責任です。」。

軌道上の太陽光発電所がばかばかしいと思われる場合は、それが私たちがすでに使用している宇宙技術とそれほど変わらないと考えてください。 サマーラー氏は、多くの宇宙船はソーラーパネルを使って動作しているため、「宇宙には太陽光発電所があり、エネルギーを局地的に利用しているだけだ」と指摘した。

発電所を建設するには、次のものが必要です。 はるかに大きなソーラーパネル 宇宙船で使用されるものよりも優れており、高い応力に耐えられるように材料を設計する必要があります。 でもそれだけのはずだ 既存技術の段階的な改善 まったく新しいソリューションを作成する必要はありません。

エネルギーの収集と分配の残りの半分は、 輸送の対象。 エネルギーはステーションから地球にどのように伝達されるのでしょうか? これには、レーザーまたはマイクロ波を使用した無線エネルギー伝送が必要になります。 このような技術はすでに地球上で実証されており、エネルギーを長距離にわたって無線で送信します。地球上でそれができるなら、宇宙でもできるでしょう。

技術的な課題

もちろん、 発電所を建設して軌道に乗せるのは決して簡単ではありません。 大きな問題の 1 つは、発電所ほどの規模の構造物をどのようにして軌道に乗せるか、また何か問題が発生した場合にどのように維持または修理するかということです。 宇宙太陽エネルギーの支持者の多くは、私たちが構築して打ち上げる方法を知っている衛星のクラスターから始めることを提案しています（参照） スターリンク）。 そのうちの 1 つが失敗しても、他のものは機能し続けます。

もあります 効率の問題。 現在のワイヤレス電力伝送技術は効率があまり良くありません。 実際的な目的のためには、太陽光発電所は地球の低軌道、おそらく地表から 800 キロメートル離れたところに設置する必要があります。 私たちはワイヤレス電力伝送の効率を改善し、ステーションが収集したすべてのエネルギーを地球に送り返すのに十分な強度のアンテナを備えていることを確認する必要があります。 これらすべてを実行するテクノロジーはまだ完成していませんが、完全に手が届かないわけでもありません。

」明日発売できるわけではない」と説明した 追加します。 」しかしその一方で、必要とされる主要なテクノロジーに対する障壁となるものは何も特定されていません。」。

さらに、 このような電力システムの課題は技術的なものだけではありません。 彼女の問題もあります インフラストラクチャー。 たとえ宇宙から太陽エネルギーを集めることができたとしても、そのエネルギーを必要な場所に分配するための地球上のインフラが必要です。 この費用は誰が負担するのでしょうか？;

」これは、ほぼ意図的に、国際協力から大きな恩恵を受けるプロジェクトです“、 言った 追加します。 理想的には、さまざまな国とその宇宙機関間の国際協力により、リソースをプールして技術を共同で開発および打ち上げることができますが、これは この分野の二大プレーヤーである米国と中国が協力しない場合、それは困難になる可能性がある 現在宇宙ミッション中。

しかし、サマーラー氏は、クリーンで再生可能なエネルギー源を開発することはすべての人の利益であるため、この分野での国際協力について楽観的になる理由があると信じています。 この種のコラボレーションのモデルは次のとおりです。 ITER、エネルギー生産の可能性を調査する国際共同プロジェクト 核融合プロジェクト。

宇宙太陽光発電に関して言えば、「私たちはまだ、政府間協力協定を結んだ国際共同プロジェクトを立ち上げる段階には至っていません。「サマーラーは言った、それで」協力は完全に自発的に行われます「しかし、このアイデアを研究している米国、中国、ヨーロッパ、インドを含む国々のコミュニティは小さく、」私たちはお互いをよく知っています” そして “私たちは協力する強い動機を持っています」 アイデアや技術の交換のため。

欧州宇宙機関 (ESA) 最近、この構想がどの程度実現可能か調査するため、宇宙からの太陽エネルギーに関する 2 つのコンセプト研究の契約に署名しました。 ソラリス。 このアイデアを真剣に推進するかどうかの決定は、早ければ2025年に下される可能性がある。

月は「踏み台」として

このようなエネルギーシステムをテストするための有望な場所が私たちのすぐ隣にあります。 宇宙から地球にエネルギーを送る代わりに、最初にエネルギーを送ってシステムをテストすることもできます。 宇宙から月へのエネルギー。

宇宙で太陽エネルギーを収集し、月面に伝送するシステムを構築することで、実質的にすべての基本テクノロジーをデモンストレーションできます」とサマーラー氏は報告している。

また、継続的な電力を必要とする月面に長期基地を建設するというNASAやその他の組織の計画を考慮すると、これは当然のことだ。 」大規模な設備を設置するには月に電力が必要ですが、月の資源は非常に限られています「サマーラー氏は言いました。月の夜は寒くて長く、約2週間続きます。そのため、その間訪問者を維持できる電源が必要です。原子力と太陽光発電が最も実用的な2つの選択肢であり、それが多くの理由です」将来のミッションに向けてこれらのシステムの開発にすでに重点が置かれています。

多くの点で、実際には地球よりも月にエネルギーを伝達する方が簡単です。 月には、エネルギーの伝達を妨げる大気や雲がありません。 そして、月面基地の場合の電力要件は、地球の場合よりもはるかに低くなります。

したがって、宇宙太陽光発電ソリューションをテストする必要があり、月面ミッション用の電力が必要な場合は、この 2 つを組み合わせてみてはいかがでしょうか。 」 月は、はるかに小さな規模で月がどのように機能するかを証明する基本技術を開発するための足がかりとなる可能性があります。」とサマーラーは言った。

私たちが想像しているよりも近い

これはすべて彼女の進歩についての話です テクノロジー そして将来の発展を見ると、そのようなシステムが実現するのは数十年先のことだと思われるかもしれません。 しかし、サマーラー氏のような専門家は、宇宙太陽光発電の利用がもっと早く実現できると信じている。

」比較的早く軌道上での実証が可能サマーラー氏は、システムの規模に応じて、技術をテストすることを目的としているが、実際に有用な電力を提供することを目的としたテストシステムは、 わずか5年で開発できた。

そのような技術がいつ実用化されるかというと、地球上の一部の人々が地球からエネルギーを利用しているかもしれません。 小さなスペースの太陽光発電所 彼女の腰まで 2030年代の数十年。 アシモフがこのアイデアを初めて発表してから約 100 年になります。

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