Immaginate un vasto campo di pannelli solari, che si estende ininterrottamente su quasi un chilometro quadrato di terreno. Ora cambiate quell’immagine nello spazio, con una struttura gigante che si trova a decine di migliaia di miglia sopra la superficie terrestre, e avrete un’idea di ciò che l’energia solare spaziale sta cercando di realizzare.
La spinta verso questa fonte di energia deriva non solo dai suoi vantaggi rispetto al solare terrestre, ma anche dalle caratteristiche che la distinguono da molte altre fonti energetiche.
I sostenitori affermano che potrebbe aiutare ad alimentare parti del mondo che lottano per accedere alle forme tradizionali di energia, sia a causa della lontananza, sia perché le infrastrutture pertinenti non esistono.
Perché abbiamo scritto questo
I pannelli solari spaziali hanno il potenziale per portare energia in aree remote o colpite da disastri naturali. Le aziende private e altri stanno lavorando per perfezionare la tecnologia.
Paul Jaffe, ex ingegnere elettronico presso il Naval Research Laboratory degli Stati Uniti, afferma: “Solare, fusione, nucleare, carbone – dirai tu – devi avere una posizione e fornire l’infrastruttura per supportarlo. Con il solare spaziale, hai la capacità di reindirizzare l’energia da un satellite verso qualsiasi punto della Terra”.
La tecnologia sta migliorando
A dimostrazione del fatto che la tecnologia sta andando oltre il regno della fantascienza, Space Solar, una startup britannica, ha appena firmato la prima partnership al mondo con una società energetica islandese per fornire energia solare dallo spazio entro il 2030, vedendo abbastanza satelliti per alimentare circa 3.000 case.
Space Solar ha anche superato un’altra pietra miliare essendo la prima a dimostrare una brillante tecnologia energetica a 360 gradi, il che significa che i pannelli solari possono trasmettere energia sulla Terra, indipendentemente da come si girano verso il sole.
La startup californiana, invece, afferma che lancerà una costellazione di specchi rotanti nel 2025 per aumentare le ore di luce solare disponibili dai pannelli solari sulla Terra.
E l’anno scorso, un prototipo del California Institute of Technology ha raccolto energia solare dallo spazio e ha restituito per la prima volta una quantità notevole. Cina e Giappone intendono seguire l’esempio, rispettivamente nel 2028 e nel 2025.
“Sono davvero ottimista”, ha affermato Martin Soltau, CEO e fondatore di Space Solar. “Ci sono robot molto sofisticati nello spazio in questo momento, come il rover su Marte: non abbiamo bisogno di niente di così sofisticato.”
L’idea del solare spaziale è quella di raccogliere l’energia solare oltre la distanza del sistema climatico del nostro pianeta, e così in alto che i pannelli solari rivolti verso il sole non sono quasi mai nascosti.
L’energia catturata da questi pannelli solari può essere convertita in onde radio (o, in alcuni casi, laser) e trasmessa a una stazione ricevente sulla Terra, utilizzando il concetto di trasmissione di potenza wireless, dove le onde radio verrebbero convertite in elettricità.
In alcune versioni, l’hardware può semplicemente agire come grandi specchi, riflettendo i raggi del sole verso i pannelli solari sulla superficie terrestre, consentendo loro di convertire l’energia in elettricità prima che il sole li colpisca direttamente al mattino o nel cuore della notte.
Queste strutture per la raccolta solare non possono essere paragonate a nulla sulla strada in questo momento: 3.000 volte quella della Stazione Spaziale Internazionale, secondo lo studio della NASA sui progetti rappresentativi.
Il costo è un ostacolo importante. Infatti, un rapporto della NASA ha scoperto che il solare spaziale costerebbe da 12 a 80 volte di più rispetto alle alternative terrestri. Ma il rapporto dice che bisogna pensarci perché la tecnologia è così nuova.
“Abbiamo scoperto che i costi sono realmente controllati dal lancio e dalla produzione”, ha affermato Erica Rodgers, direttrice dei programmi avanzati per l’Ufficio di tecnologia, politica e strategia della NASA e autrice principale del rapporto.
In termini di costi di lancio, lo slancio è aumentato a metà ottobre, con il quinto volo di prova della Starship di SpaceX, il razzo più potente mai costruito. Per la prima volta al mondo, la sezione del booster ha raggiunto il limite dello spazio ed è scesa per essere trattenuta da due bracci d’acciaio sulla torre della piattaforma di lancio.
Un tentativo ripetuto a novembre non ha avuto successo, ma i razzi Falcon SpaceX più piccoli hanno già dimostrato la riutilizzabilità. Tuttavia, questi razzi ritornano sulle piattaforme in mare e devono essere rimorchiati a terra e rinnovati entro poche settimane. Il desiderio dell’astronave di rilanciarsi in poche ore, insieme alla sua maggiore capacità, ridurrebbe notevolmente i costi per raggiungere lo spazio.
Soltau di Space Solar afferma: “Asterisk è il tipo di capacità che sarà necessaria. Abbiamo bisogno di più fornitori di startup per rafforzarli e mantenerli competitivi, ma questo mercato sta emergendo rapidamente”.
Un’altra preoccupazione citata da alcuni critici è il livello di emissioni di gas serra che verrebbero prodotte mettendo in orbita un sistema di energia solare spaziale. Ma il rapporto della NASA conclude che, per ogni unità di elettricità prodotta, è probabile che le emissioni corrispondano a quelle prodotte dalla costruzione di sistemi energetici puliti basati sulla terraferma.
E, anche se può essere costosa, l’energia solare spaziale può ridurre i costi.
Ad esempio, per le operazioni minerarie molto, molto lontane da qualsiasi rete elettrica, dovrai pagare di più della loro potenza nominale. Sembrerebbe più economico costruire una stazione spaziale di ricezione dell’energia solare, invece di richiedere un’infrastruttura per connettersi alla rete o generare la propria energia.
Allo stesso modo, dopo un disastro naturale, quando la rete ha subito danni significativi, è possibile utilizzare ricevitori temporanei per ricevere energia solare dallo spazio.
In questi casi, dicono alcuni, questa tecnologia può trovare il suo primo posto, anche se i costi rimangono elevati nei primi tempi.
L’ansia comporta un effetto sulla vita di una persona
Ma anche se il prezzo è accettabile e la tecnologia si sta sviluppando bene, ci sono ancora problemi che destano preoccupazione.
La definizione di norme e standard internazionali sarà importante per una serie di ragioni. La prima, ha spiegato Soltau, è garantire la cooperazione “affinché un paese africano, ad esempio, possa costruire un’antenna e sapere che è costruita in modo standard per poter ricevere energia da qualsiasi satellite ad energia solare”.
Altre preoccupazioni includono se l’energia radiante sulla Terra causerà, ad esempio, interruzioni delle comunicazioni o danneggerà la salute umana.
Le frequenze utilizzate dalle radio solari spaziali possono essere impostate su una larghezza di banda che causerà meno interferenze con altri sistemi. Gli operatori possono garantire che l’apparecchiatura utilizzata emetta una dimensione del raggio inferiore a qualsiasi cosa che potrebbe essere dannosa. Ad esempio, Space Solar afferma che la sua tecnologia può trasmettere qualcosa di potente quanto un quarto della dimensione del sole durante il giorno.
“L’analogia qui è che se in casa avete un’asciugatrice elettrica, l’elettricità che vi entra sarebbe ovviamente molto pericolosa se non ci fossero isolamento e regolamentazioni”, ha detto il dottor Jaffe, ora presso la Defense Advanced Research Projects Agency. “Potremmo dover fare la stessa cosa con il solare spaziale.”