Centrali energetiche spaziali

Gigantesche centrali solari orbitanti che irradiano enormi quantità di energia sulla Terra. Il concetto, sviluppato per la prima volta dallo scienziato russo Konstantin Tsiolkovsky negli anni ’20, è stato fonte di ispirazione per gli scrittori di fantascienza
Il concetto, a cento anni dalla sua formulazione, non è ancora diventato realtà, anche se gli scienziati sono al lavoro per regalare una nuova fonte di energia all’umanità. L’Agenzia spaziale europea vuole sviluppare le nuove fonti  cercando di finanziare i progetti per ottenere energia dallo spazio.
Il clima sta mutando velocemente e la sfida è proprio quella di mitigare l’aumento delle temperature globali, cercando di cambiare il modo in cui generiamo e consumiamo l’energia. Le tecnologie per le energie rinnovabili si sono sviluppate in maniera drastica negli ultimi anni, sono più efficienti e i costi sono inferiori, anche se uno dei principali ostacoli al loro utilizzo è il fatto che non forniscono una copertura costante. I parchi eolici e solari producono energia solo quando soffia il vento o splende il Sole, ma il nostro mondo industrializzato dipende costantemente dall’elettricità 24 ore su 24. In definitiva, abbiamo bisogno di tecnologia per immagazzinare energia su larga scala prima di poter passare esclusivamente alle fonti rinnovabili.
Un modo per ottenere costantemente potenza utilizzabile continuativamente sarebbe quella di ottenere energia solare dallo spazio. Questo sistema garantirebbe notevoli vantaggi, in quanto una centrale solare spaziale potrebbe orbitare in modo da ricevere la luce del Sole 24 ore al giorno. L’atmosfera terrestre assorbe e riflette una parte della luce solare, quindi le celle solari posizionate in orbita riceveranno più luce solare e produrranno più energia.
La sfida ingegneristica è immensa e occorrerà lanciare nello spazio, assemblare e posizionare strutture molto grandi. Una singola centrale solare potrebbe avere una superficie pari a 10 chilometri quadrati, equivalenti a 1.400 campi da calcio. Anche l’uso di materiali leggeri sarà fondamentale, poiché la spesa maggiore sarà il costo del lancio della stazione nello spazio.
Per abbattere i costi sono state proposte delle soluzioni che mirano ad inviare uno sciame di piccoli satelliti che si uniranno a formare un unico grande generatore solare. Nel 2017, i ricercatori del California Institute of Technology hanno delineato i progetti per una centrale elettrica modulare, composta da migliaia di celle solari ultraleggere. Hanno inoltre dimostrato un prototipo di pannello che pesa solo 280 grammi per metro quadrato. Questa applicazione si baserà sulla stampa 3D.
All’Università di Liverpool, si esplorano nuove tecniche di produzione per stampare celle solari ultraleggere sulle a vele solari. Con questi metodi si potranno realizzare le prime centrali elettriche nello spazio. In effetti, un giorno potrà essere possibile fabbricare e schierare unità nello spazio sia dalla Stazione Spaziale Internazionale che dal futuro Gateway lunare. Tali dispositivi potrebbero infatti fornire energia anche agli avamposti che verranno realizzati sulla Luna.
Oggi dipendiamo fortemente dalle materie prime che estraiamo dalla Terra ma, in futuro potremo realizzare impianti energetici nello spazio attingendo ai materiali che la Luna o gli asteroidi ci forniranno. La grande sfida sarà non solo realizzare gli impianti energetici nello spazio, ma portare l’energia sulla Terra. L’idea è quella di trasformare l’energia prodotta dai pannelli solari ultra leggeri in onde elettromagnetiche che verranno captate sulla Terra da antenne che convertiranno le onde in energia elettrica. I ricercatori guidati dalla Japan Aerospace Exploration Agency hanno già sviluppato progetti che dovrebbe essere in grado di farlo.
Questo è un campo in pieno sviluppo e il lavoro è ancora lungo. L’obiettivo sperato è che le centrali solari nello spazio diventeranno una realtà nei prossimi decenni. Ricercatori Cinesi hanno progettato un sistema chiamato Omega, che mirano a rendere operativo entro il 2050. Questo sistema dovrebbe essere in grado di fornire 2 GW di energia alla rete terrestre, una quantità di energia enorme. In tutto il mondo, la comunità scientifica sta dedicando tempo e finanziamenti allo sviluppo di centrali solari nello spazio. La nostra speranza è che un giorno possano essere uno strumento vitale nella nostra lotta contro il cambiamento climatico.
Fonte: https://theconversation.com/solar-power-stations-in-space-could-be-the-answer-to-our-energy-needs-150007?