Gli scienziati del California Institute of Technology (Caltech) hanno inviato energia solare catturata nello spazio alla Terra tramite un prototipo di energia solare spaziale messo in orbita a gennaio. Il dimostratore di energia solare spaziale (SSPD-1), che ha dimostrato la sua capacità di trasmettere energia senza fili nello spazio e trasmettere energia rilevabile sulla Terra, è composto da un modulo principale chiamato ‘MAPLE’.
La Cina sta costruendo e testando con successo un complesso terrestre che consentirà in futuro di sfruttare l’energia solare dello spazio. Gli scienziati affermano che è la prima volta che viene raggiunto questo traguardo. “Fin dove sappiamo, nessuno ha mai dimostrato il trasferimento di energia senza fili nello spazio, nemmeno con strutture rigide costose. Lo stiamo facendo con strutture leggere e flessibili e con i nostri circuiti integrati. Questa è la prima volta”, afferma Ali Hajimiri, che ha guidato la ricerca.
“Attraverso gli esperimenti che abbiamo condotto finora, abbiamo ricevuto la conferma che MAPLE può trasmettere con successo energia ai ricevitori nello spazio”, ha commentato Hajimiri. “Abbiamo anche potuto programmare la matrice per dirigere la sua energia verso la Terra, che abbiamo rilevato qui a Caltech. Naturalmente, l’abbiamo testata sulla Terra, ma ora sappiamo che può sopravvivere al viaggio nello spazio e operare lì”.
MAPLE, acronimo di Matrice di microonde per esperimento di trasferimento di energia in orbita bassa, consiste in un insieme di trasmettitori di potenza a microonde. I trasmettitori sono leggeri per minimizzare la quantità di carburante necessaria per inviarli nello spazio. Sono flessibili in modo da poter essere imballati e trasportati in un razzo. “Gli arrangiamenti flessibili di trasmissione di energia sono essenziali per il design […] di una costellazione di pannelli solari simili a vele che si dispiegano una volta raggiunta l’orbita”, spiega Sergio Pellegrino, co-direttore del progetto.
Un progetto a beneficio di tutta l’umanità?
L’energia solare spaziale fornisce un modo per sfruttare l’approvvigionamento praticamente illimitato di energia solare nello spazio esterno, dove l’energia è costantemente disponibile senza essere soggetta ai cicli giorno-notte, alle stagioni e alle nuvole. Questa tecnologia potrebbe potenzialmente produrre otto volte più energia dei pannelli solari installati in qualsiasi luogo della superficie terrestre.
“Come Internet ha democratizzato l’accesso alle informazioni, speriamo che il trasferimento di energia senza fili democratizzi l’accesso all’energia”, dice Hajimiri. “Non sarà necessaria alcuna infrastruttura di trasmissione di energia a terra per ricevere questa energia. Ciò significa che possiamo inviare energia a regioni e aree remote devastate dalla guerra o da una catastrofe naturale”, ha insistito l’esperto.
“Il duro lavoro e la dedizione dei brillanti scienziati di Caltech hanno fatto avanzare il nostro sogno di fornire al mondo energia abbondante, affidabile e conveniente a beneficio di tutta l’umanità”, afferma l’imprenditore filantropo Donald Bren, che ha creato un trust per finanziare il progetto di ricerca. “Donald Bren ha presentato una sfida tecnica formidabile che promette una notevole ricompensa per l’umanità: un mondo alimentato da energia rinnovabile ininterrotta”, sottolinea Thomas F. Rosenbaum, presidente di Caltech.
C’è ancora un lungo percorso sperimentale da percorrere
“La dimostrazione del trasferimento di energia senza fili nello spazio utilizzando strutture leggere è un passo importante verso l’energia solare spaziale e un ampio accesso ad essa a livello globale”, dice Harry Atwater, uno dei principali ricercatori del progetto. “I pannelli solari sono già utilizzati nello spazio per alimentare la Stazione Spaziale Internazionale, ad esempio, ma per lanciare e dispiegare pannelli sufficientemente grandi da fornire energia alla Terra, SSPP deve progettare e creare sistemi di trasferimento di energia solare che siano ultraleggeri, economici e flessibili”, ha sottolineato.
Il SSPD incorpora anche un dispositivo chiamato ‘DOLCE’ (Esperimento composito ultraleggero dispiegabile in orbita). Questa struttura, poco più di 3 metri quadrati, è una dimostrazione dell’architettura, dello schema di imballaggio e dei meccanismi di dispiegamento del modulo spaziale modulare. Il modulo ALBA è una collezione di 32 diversi tipi di celle fotovoltaiche per consentire una valutazione dei tipi di celle che sono più efficaci nell’ambiente ostile dello spazio.