Gli scienziati si avvicinano allo sfruttamento dell'energia solare dallo spazio

La notte del 22 maggio, un gruppo di ricercatori e studenti si è riunito attorno al monitor di un computer sul tetto del dipartimento di ingegneria elettrica del Caltech. I monitor erano collegati ad apparecchiature progettate per rilevare la radiazione a microonde ricevuta da un satellite nello spazio. E a circa 300 miglia sopra di loro, molto al di sopra della spessa coltre di nuvole della notte, quel satellite stava per passare sopra di loro, attrezzato come banco di prova per le tecnologie che avevano sviluppato per raccogliere l'energia solare nello spazio e proiettarla sulla Terra.

I ricercatori non si aspettavano molto. Avevano già raggiunto il loro obiettivo principale a marzo: utilizzare la radiazione a microonde per proiettare elettricità attraverso uno spazio di pochi centimetri per accendere una coppia di LED a bordo della navicella spaziale per testare se il loro sistema di trasferimento di energia, essenziale per ridurre un giorno l’energia solare. sulla Terra, resisterebbero nel duro ambiente dello spazio. C’era molta incertezza sulla possibilità di portare sulla Terra una piccola quantità di energia misurabile al primo tentativo. Tuttavia, si fecero silenziosi man mano che si avvicinava l'ora del passaggio del satellite sopra di loro. Alle 21:57, i monitor iniziarono a mostrare la radiazione di fondo che i ricevitori stavano captando fondendosi in qualcos'altro: un segnale elettrico che corrispondeva a quello proiettato dal loro satellite. Avevano rilevato con successo l'energia a microonde che il loro nuovo sistema di trasferimento di potenza stava dirigendo verso la Terra. "Ci sono voluti alcuni istanti per assimilarlo", afferma Ali Hajimiri, professore di ingegneria elettrica al Caltech. "Allora tutti si sono davvero emozionati."

Hajimiri guida una parte di un progetto più ampio dei ricercatori del Caltech per sviluppare una tecnologia in grado di raccogliere l'energia del sole in enormi satelliti in orbita attorno alla Terra e trasmetterla verso il basso per alimentare la rete. È un concetto audace, con benefici in grado di cambiare il mondo nel caso in cui tali centrali solari orbitanti dovessero mai essere costruite. I pannelli solari sulla Terra funzionano solo durante il giorno e non producono molta energia nelle giornate nuvolose o quando il sole è basso la sera o la mattina presto. In orbita, tuttavia, tali pannelli produrrebbero un flusso costante di energia a emissioni zero. "Nello spazio, in una giornata soleggiata è sempre mezzogiorno", afferma Hajimiri.

È un'idea che ha catturato l'immaginazione di scrittori e futuristi per decenni: la prima menzione pubblicata del concetto risale probabilmente a un racconto del 1941 di I, Robot, lo scrittore Issac Asimov. Ma anche quando i satelliti per le comunicazioni, gli sbarchi sulla Luna e le sonde su Marte diventarono realtà, le centrali solari rimasero nel regno della fantascienza. Molti componenti necessari per un tale sistema furono sviluppati nel corso degli anni, ma i problemi fisici legati al sollevamento di quella teorica centrale elettrica da terra erano più difficili: qualsiasi sistema in grado di generare una quantità utile di elettricità sarebbe stato troppo pesante per essere portato in orbita in modo fattibile. .

Ma i ricercatori dello Space Solar Power Project del Caltech affermano che i nuovi sviluppi tecnologici, in particolare il potenziale di pannelli solari estremamente leggeri e flessibili e sistemi di trasferimento di energia leggeri per sostituire le antenne ingombranti, hanno portato l'idea nel regno della realtà. Il dimostratore di energia solare spaziale del Caltech, lanciato a gennaio, include una serie di diversi tipi di pannelli solari avanzati da testare che funzioneranno meglio per una centrale solare spaziale, nonché un sistema di test progettato per svilupparsi in un 6 x 6- piedi struttura che potrebbe essere utilizzata per contenere pannelli solari, insieme al sistema di trasferimento energetico di Hajimiri.

Caltech non è l'unica organizzazione che si è interessata alle centrali solari. Il governo cinese sta pianificando una missione nel 2028 per dimostrare la tecnologia nell’orbita terrestre bassa. E lo scorso novembre, i ministri della scienza dell’UE hanno dato il via libera a Solaris, un progetto congiunto tra l’Agenzia spaziale europea (ESA) e la società aerospaziale Airbus per esaminare la possibilità di costruire gigantesche centrali solari in orbita geostazionaria sopra l’Europa. (Intenzionale o meno, il collegamento con il mondo della fantascienza di metà secolo rimane, con il progetto che condivide il titolo del classico romanzo di Stanislaw Lem del 1961.)