宇宙からの太陽光発電への小さな一歩が成功へ

カリフォルニア工科大学の科学者たちは、宇宙からの発電に必要な技術の試験飛行の成功を祝っている。

宇宙太陽光発電デモンストレーター（SSPD-1）と呼ばれるこのミッションは、将来の宇宙における巨大発電所に必要となる技術の小規模なテストであった。 SSPD-1は昨年1月に打ち上げられてから1年かけてさまざまな太陽電池と展開方法を評価し、3月には宇宙から地球に無線で電力を送信する初の技術となった。

このミッションは全体的には成功しましたが、本格的な太陽光発電が現実になる前に解決しなければならない問題も発生しました。

宇宙からエネルギーを捕らえて地上に放射するという概念は、ロシアの理論家コンスタンチン・ツィオルコフスキーが強力な太陽光線を地球に向けて宇宙に鏡を設置することを提案した 1923 年に遡ります。 1941 年、SF 作家のアイザック アシモフは、地上局で捕捉して電気に変換できるマイクロ波を宇宙から送信するという短編小説「Reason」を書きました。

軌道上に発電所を設置することの大きな利点は、太陽光が地球の大気を通過しないため、宇宙では最大 10 倍強くなるということです。 宇宙船が適切な軌道に配置されていれば、継続的に太陽エネルギーにさらされる可能性があります。

成功すれば、その結果、豊富で信頼性の高いカーボンフリーのエネルギーが得られ、1 基の衛星で 100 万世帯に電力を供給できる可能性があります。

必要な基本技術が現在のテレビや通信衛星にすでに存在していたため、このアイデアは宇宙計画の初期に検討されました。 しかし、経済的に実行可能な十分なエネルギーを生成するには、これらの発電衛星は非常に大きくなければならず、少なくとも一辺 1 キロメートルである必要があるため、多くの宇宙打ち上げのコストはあまりにも高価であり、価値がないと考えられていました。

比較のために言うと、国際宇宙ステーションは数十回の打ち上げと建設に1,500億ドルを費やしましたが、その規模はサッカー場ほどにすぎません。

しかし、SpaceX のような企業のおかげで宇宙飛行のコストが大幅に削減された今、科学者たちはこの考えを再考しています。 中国、インド、英国、さらには米国海軍研究所のグループが、独自の宇宙ベースの太陽光発電技術に取り組んでいます。

カリフォルニア工科大学の装置は 2011 年から開発が開始され、わずか 1.8 メートルの太陽電池アレイを搭載して 2023 年 1 月に宇宙に打ち上げられました。 これには、32 種類の低コストの太陽電池、太陽光をマイクロ波に変換する電子機器、地上に信号を送信する 2 つの軽量マイクロ波送信機が搭載されていました。

最大の問題は、展開技術のテスト中に、宇宙で構造物を展開するために使用されるケーブルが引っかかり、プロセスが遅れたときに発生しました。 幸いなことに、地上の管制官は宇宙船のカメラを使用して問題を特定し、最終的には解決することができました。 その後、構造の一部が詰まり、オペレーターは衛星全体を機械的に振動させて衛星を解放しなければなりませんでした。

しかし、それがテスト飛行の目的であり、問題を特定し、将来の発生を防ぐことです。

直径 2 メートル未満の軽量構造物を展開するのが難しい場合は、小さな町ほどの大きさのものを宇宙に展開することを想像してください。

クリーンエネルギー源の探索が続き、気候変動のコストが上昇し続けるにつれて、特に増大するエネルギー需要を満たすために地球外に目を向け始めている場合、宇宙ベースの太陽光発電所の建設の定価はより合理的になる可能性があります。 。

見る | カリフォルニア工科大学の展開からのアニメーションと画像