Space Solar Power (SBSP) to jedna z najbardziej obiecujących technologii walki ze zmianami klimatycznymi. Koncepcja wymaga, aby satelity na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO) pobierały energię bez przerwy i wysyłały ją do stacji odbiorczych na ziemi. Ta technologia omija główny czynnik ograniczający energię słoneczną, czyli sposób, w jaki podlega ona dobowemu cyklowi planety i pogodzie. Chociaż perspektywa SBSP była uważana za obiecującą przez dziesięciolecia, stała się praktyczna dopiero w ostatnich latach, dzięki spadającym kosztom wysyłania ładunków w kosmos.
Jednak ta technologia ma zastosowania wykraczające poza dostarczanie Ziemi obfitości czystej energii. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) również bada to jako sposób zademonstrowania siły na Księżycu za pomocą „Czysta energia – Nowe pomysły na energię słoneczną z kosmosuco niedawno zaowocowało demo tech znanym jako Największa elektrownia na Księżycu (GEO-LPS). Technologia ta może zapewnić stabilne zasilanie dla przyszłych operacji na Księżycu, które obejmują ustanowienie stałej bazy księżycowej, takiej jak proponowana przez ESA Moon Village.
Koncepcja GEO-LPS została zaprojektowana przez szwajcarską firmę Astrostrom za pośrednictwem agencji Platforma innowacji w otwartej przestrzeni (OSIP) i finansowany przez Europejską Agencję Kosmiczną Odkrycie program. Badanie przewiduje satelitę słonecznego działającego w punkcie Lagrange’a Ziemia-Księżyc L1, około 61 350 km (38 120 mil) od powierzchni Księżyca, stale gromadzącego 23 megawaty energii i wysyłającego ją do odbiorników na powierzchni Księżyca za pośrednictwem emiterów mikrofalowych. . Ten satelita będzie służył potrzebom przyszłych działań na powierzchni, w tym przyszłych siedlisk i struktur na powierzchni.
Projekt, inspirowany kształtem motyla, obejmuje panele słoneczne w kształcie litery V z wbudowanymi antenami rozmieszczonymi w spiralnej konfiguracji o średnicy ponad kilometra kwadratowego (0,386 mili). Ogniwa słoneczne opierają się na wcześniejszych badaniach wspieranych przez ESA, które wykazały, w jaki sposób można wytwarzać jednowarstwowe pirytowe ogniwa słoneczne z regolitu księżycowego. Jak zauważył zespół Astrom ich sugestiaTo połączenie ISRU i montażu na orbicie pozwoli przezwyciężyć jedno z głównych wyzwań stojących przed SBSP:
Główną przeszkodą we wdrażaniu SBSP jest wystrzelenie satelity słonecznego (SPS) z powierzchni Ziemi. Koncepcja SPS-ALPHA Mark-II Johna Mankinsa zakłada, że system wytwarzania energii fotowoltaicznej (PV) będzie składał się z niezwykle dużej liczby produkowanych masowo modułowych elementów fotowoltaicznych, które będą „samomontować się” w strukturę SPS. David Criswell przedstawił świetną wariację na temat koncepcji SPS, zwaną Lunar Power System (LPS), która proponowała wykorzystanie materiałów księżycowych na miejscu do budowy elementów SPS. „
Tworzenie tych elementów będzie obsługiwane przez zautomatyzowany proces produkcyjny, który zostanie podłączony do systemu napędu masowego w celu rozmieszczenia elementów na orbicie księżycowej. Oprócz oszczędzania energii, konstrukcja pierścienia pozwala na utworzenie centralnego siedliska i centrum kontroli, które wykorzystuje wodę i „beton powierzchniowy” w celu zapewnienia ochrony przed promieniowaniem. Będzie również służyć jako brama między Ziemią a Księżycem, zapewniając symulowaną grawitację poprzez obracanie się wokół własnej osi, umożliwiając ludziom udającym się na Księżyc wstępne dostosowanie się do grawitacji Księżyca lub ponowne przystosowanie się do grawitacji Ziemi przed powrotem do domu. jako zespół człowiek ogłaszający:
General Electric? -LPS zawiera elektryczny układ napędowy jonów, aby umożliwić załodze i gościom sztuczną grawitację, a także zapewnić manewrowość i kontrolę położenia. Ponieważ manufaktury księżycowe można skalować do dowolnego wymiaru, SPS zebrane na orbicie okołoziemskiej mogą zapewnić czystą energię słoneczną. potrzebne do ziemskich celów”.
Wiele agencji kosmicznych planuje budowę siedlisk księżycowych wokół Basenu Bieguna Południowego-Aitken w tej i następnej dekadzie. Obejmuje to Artemis Basecamp NASA, Moon Village ESA oraz chińsko-rosyjską Międzynarodową Stację Badawczą Księżyca (ILRS). Oprócz tego, że są eleganckim rozwiązaniem zaspokajającym potrzeby energetyczne tych obiektów, satelity słoneczne wykonane na powierzchni Księżyca oferują również wiele korzyści dla Ziemi. Na początek wymagają one około pięć razy mniejszego delta-v (przyspieszenia), aby umieścić je na orbicie geostacjonarnej (GSO) niż satelity wystrzelone z Ziemi.
Ponadto badanie wykazało, że satelity słoneczne produkowane na Księżycu byłyby tańsze niż te produkowane na Ziemi, a wytwarzana energia elektryczna byłaby konkurencyjna kosztowo w stosunku do wszelkich alternatywnych źródeł energii naziemnych. Badanie wykazało wreszcie, że GEO-LPS można osiągnąć bez żadnych dodatkowych przełomów technologicznych. Większość podstawowych technologii i procesów — w tym wydobycie księżycowe, wzbogacanie i industrializacja — jest obecnie w użyciu lub jest w fazie rozwoju. Chociaż będzie to wymagało znacznej inżynierii, można to ekstrapolować lub dostosowywać do środowiska księżycowego bez większych problemów.
Ostatecznie celem GEO-LPS jest walidacja kluczowych technologii, które będą wykorzystywane przez ESA solaris Inicjatywa badawczo-rozwojowa. Inicjatywa ta ma na celu ocenę wykonalności technicznej, politycznej i programowej programu SBSP oraz produkcji na dużą skalę satelitów słonecznych w celu zaspokojenia rosnącego zapotrzebowania Ziemi na alternatywne źródła czystej energii. Jako Sanjay Vijendran, lider zespołu ESA ds. Strategii eksploracji Marsa i lider inicjatywy SOLARIS, wytłumaczyć:
Wystrzelenie dużej liczby satelitów zasilanych energią słoneczną o mocy gigawatów na orbitę z powierzchni Ziemi wiązałoby się z problemem braku zdolności wystrzeliwania, a także z potencjalnym znacznym zanieczyszczeniem atmosfery. Ale kiedy koncepcja taka jak GEO-LPS ma sprawdzone procesy produkcji komponentów i koncepcję montażu satelity zasilanego energią słoneczną na orbicie księżycowej, można ją zwiększyć, aby wyprodukować więcej satelitów słonecznych z zasobów księżycowych, aby służyć Ziemi”.
Badanie to może doprowadzić do powstania prototypu dla przyszłych osad w przestrzeni księżycowej, który mógłby ułatwić eksplorację Księżyca i specjalne zainteresowania – takie jak górnictwo księżycowe, wydobywanie asteroid w pobliżu Ziemi, turystyka księżycowa i inne komercyjne projekty kosmiczne. „Przyniesie to również wiele innych korzyści, oprócz zapewnienia wystarczającej ilości czystej energii dla Ziemi”, dodał Sanjay, „w tym rozwój systemu transportu księżycowego, wydobycia, przetwórstwa i zakładów produkcyjnych na Księżycu i na orbicie, prowadząc do gospodarki planety i narodzin cywilizacji podróżującej w kosmos”.
Dalsza lektura: ESA
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
