Produrre energia solare nello spazio e mandarla sulla Terra: ecco il progetto SSPD-1

da | 24 Gen 2024 | Aerospace

La Terra riceve ogni giorno dal Sole una media di 1367 watt per metro quadrato. Ciò equivale a circa 173.000 terawatt di energia solare al giorno. Il consumo energetico globale totale è di circa 18 terawatt, il che significa che la Terra riceve quotidianamente circa 9.600 volte più energia solare di quanta ne consuma.

L’ideale sarebbe catturare la luce solare direttamente nello spazio e inviarla sulla Terra. La Terra infatti è soggetta a variazioni stagionali che si riflettono sull’intensità della luce, cosa che non accade in orbita. Inoltre, nello spazio l’energia solare è disponibile 24 ore su 24, 7 giorni su 7, senza variazioni di illuminazione. Non bastasse, i pannelli solari sono più efficienti quando si trovano in condizioni di cielo limpido e senza nuvole, e nello spazio possono funzionare con un’efficienza maggiore. Inoltre, non ci sarebbero barriere architettoniche o vincoli ambientali di sorta.

Già, ma come fare a portare l’energia dallo spazio alle nostre case? Un anno fa il Caltech’s Space Solar Power Demonstrator (SSPD-1) è stato inviato nello spazio proprio per testare tre innovazioni in grado di rendere possibile il progetto di energia solare spaziale. Si tratta di un progetto di grande importanza per il futuro dell’umanità, sempre più assetata di energia tra IA, blockchain ed elettrificazione degli autotrasporti. E chissà cos’altro ci inventeremo nel futuro che richiederà ulteriore energia.

Il test ha mostrato la capacità di inviare energia nello spazio sotto forma di microonde, senza quindi l’uso di cavi. Ha valutato l’efficienza, la resistenza e le prestazioni di diversi tipi di celle solari in condizioni spaziali, e ha testato un design innovativo per una struttura leggera e pieghevole, destinata a sostenere queste celle solari e i dispositivi di trasmissione energetica. I risultati positivi ottenuti stanno insegnandoci lezioni vitali per il futuro dello sviluppo dell’energia solare spaziale.

“La possibilità di trasmettere energia solare dallo spazio a prezzi commerciali, rimane un obiettivo futuro. Tuttavia questa missione fondamentale ha mostrato che esso è raggiungibile”, dichiara Thomas F. Rosenbaum, Presidente del Caltech e professore di fisica, nonché detentore della cattedra presidenziale Sonja e William Davidow.

Il progetto

L’SSPD-1 segna un progresso significativo in un progetto in corso da oltre dieci anni, che ha catturato l’attenzione internazionale verso una tecnologia che interessa a tutto il mondo Lanciato il 3 gennaio 2023 a bordo di un modulo Vigoride di Momentus Space, il progetto si compone di tre esperimenti principali, ognuno incentrato su una tecnologia differente.

Il primo è DOLCE (Deployable on-Orbit ultraLight Composite Experiment), una struttura di 1,8 metri per 1,8 metri che illustra l’architettura, il sistema di imballaggio e i meccanismi di dispiegamento di una navicella spaziale modulare e scalabile, che in futuro formerà una costellazione chilometrica che funzionerà come una centrale elettrica.

Il secondo è ALBA, una serie di 32 tipi diversi di celle fotovoltaiche per valutare quali possano resistere alle difficili condizioni dello spazio. Il terzo è MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment), un insieme di trasmettitori di potenza a microonde, flessibili e leggeri, basati su circuiti integrati personalizzati con un controllo preciso del tempo, per indirizzare l’energia selettivamente verso due ricevitori differenti, dimostrando così la trasmissione di potenza senza fili nello spazio.

Uno sguardo dall’interno di MAPLE, che studia la trasmissione di energia wireless nello spazio.

“Non è che non abbiamo già pannelli solari nello spazio. Ad esempio, essi vengono utilizzati per alimentare la Stazione Spaziale Internazionale”, spiega Harry Atwater, direttore della Divisione di Ingegneria e Scienze Applicate e professore di Fisica Applicata e Scienza dei Materiali, nonché direttore della Liquid Sunlight Alliance e uno dei principali ricercatori di SSPP. “Tuttavia, per lanciare e dispiegare dispositivi sufficientemente grandi da fornire energia significativa alla Terra, l’SSPP deve progettare e realizzare sistemi di trasferimento di energia solare che siano ultra-leggeri, economici, flessibili e dispiegabili.”

Donal Bren: il filantropo

Il progetto SSPP ha preso il via quando il filantropo Donald Bren, presidente della Irvine Company e membro permanente della comunità del Caltech, venne a conoscenza delle potenzialità dell’energia solare spaziale da un articolo su Popular Science da giovane. Colpito dalle prospettive dell’energia solare spaziale, Bren si rivolse al presidente del Caltech di allora, Jean-Lou Chameau, nel 2011, per proporre l’ideazione di un progetto di ricerca sull’energia solare nello spazio.

Nei successivi anni, Bren e sua moglie, Brigitte Bren, trustee del Caltech, hanno deciso di effettuare una serie di donazioni tramite la Fondazione Donald Bren, arrivando a un impegno complessivo di oltre 100 milioni di dollari, per finanziare il progetto e creare diverse cattedre universitarie al Caltech. “L’impegno e la passione degli scienziati di spicco del Caltech hanno portato avanti il nostro sogno di offrire al mondo un’energia abbondante, sicura ed economica per il bene dell’umanità intera”, ha detto Donald Bren.

Oltre al contributo dei Bren, la Northrop Grumman Corporation ha fornito al Caltech 12,5 milioni di dollari dal 2014 al 2017, attraverso un contratto di ricerca sponsorizzato, contribuendo allo sviluppo tecnologico e all’evoluzione scientifica del progetto.

Mentre la missione si avvicina al termine, l’SSPD-1 ha cessato le comunicazioni con la Terra l’11 novembre. Il modulo Vigoride-5, che ha ospitato l’SSPD-1, resterà in orbita per continuare i test e le dimostrazioni dei suoi motori a propulsione elettrotermica a microonde, che usano acqua distillata come propellente. Infine, il modulo uscirà dall’orbita e si disintegrerà nell’atmosfera terrestre.

Nel frattempo, il gruppo di ricerca di SSPP prosegue il lavoro in laboratorio, analizzando i dati ricevuti dallo SSPD-1 per determinare le prossime sfide di ricerca fondamentali che il progetto dovrà intraprendere.

POTREBBE INTERESSARTI

Il segretario della NATO Jens Stoltenberg

La NATO investe mille miliardi di euro in IA, robot e spazio

La NATO investe mille miliardi di euro in 4 aziende specializzate in tecnologia per lo sviluppo di IA, robotica e ingegneria spaziale.

Blue Origin si unisce a SpaceX e ULA nei contratti per lanci militari della Space Force

Blue Origin gareggerà con SpaceX e ULA per i lanci di Space Force

Dopo anni di lobbying, proteste e proposte, la compagnia spaziale di Jeff Bezos, Blue Origin, è ora un appaltatore di lanci militari.

NASA manda in onda una falsa emergenza sulla ISS

NASA manda in onda una falsa emergenza sulla ISS (e si scusa)

“Controllate di nuovo il suo polso”: il pubblico in ansia dopo un audio diffuso accidentalmente.

SpaceX espande la Starfactory per costruire una Starship al giorno

SpaceX espande la Starfactory per costruire una Starship al giorno!

SpaceX espanderà la Starbase in Texas. L’obiettivo è la produzione di massa di Starship Version 2.

L'ultimo lancio di Starship di SpaceX è stato un successo

L’ultimo lancio di Starship di SpaceX è stato un successo

Non è stato perfetto ma i passi in avanti compiuti da SpaceX sono evidenti.

Il Boeing Starliner è finalmente in orbita

Boeing Starliner finalmente in orbita, ma emergono perdite di elio

Dopo anni di ritardi, la missione di prova dello Starliner è decollata ieri dalla Florida. Ma non è esattamente un successo.

Il bombardiere nucleare stealth B-21 si mostra in volo. Foto: US Air Force

Ecco le prime foto del bombardiere nucleare stealth B-21 in volo

Dopo oltre tre decenni di sviluppo, il successore dei bombardieri B-1 e B-2 si mostra in aria. Ogni esemplare ha un costo stimato di circa 700 milioni di dollari.

ExoMars 2028: l'ESA sfrutterà una rivoluzionaria tecnologia nucleare

ExoMars 2028: l’ESA sfrutterà una rivoluzionaria tecnologia nucleare

Il rover europeo della missione ExoMars 2028 sarà il primo a utilizzare un riscaldatore a radioisotopi di americio-241, che gli permetterà di operare anche alle...
Ed Dwight, ex capitano dell'Aeronautica militare selezionato nel 1961 come primo candidato astronauta nero. Ha volato con Blue Origin.

Blue Origin riprende i lanci con passeggeri privati

Il New Shepard di Blue Origin riprende i voli turistici dopo un anno di indagini. A bordo Ed Dwight, selezionato nel 1961 come primo candidato astronauta di...
SuperLimbs è sviluppato dal MIT

SuperLimbs è la tecnologia che aiuterà gli astronauti a rialzarsi

Gli ingegneri del MIT sviluppano SuperLimbs, per risolvere il problema delle cadute e migliorare la produttività degli astronauti sulla Luna.

Share This