Parece ficção científica: gigantescas usinas solares flutuando no espaço que irradiam enormes quantidades de energia para a Terra.
Atendendo às nossas necessidades de energia com usinas de energia solar no espaço. Por muito tempo, essa ideia, concebida pela primeira vez pelo cientista russo Konstantin Tsiolkovsky na década de 20, foi uma inspiração para escritores.
Um século depois, no entanto, os cientistas estão fazendo grandes avanços para tornar essa ideia uma realidade. A Agência Espacial Europeia ESA percebeu o potencial destes esforços e está agora tentando financiar esses projetos. Ele prevê que o primeiro recurso industrial que obteremos do espaço será a energia “irradiada”. Teremos usinas de energia solar no espaço?
As apostas são muito altas
As alterações climáticas são o maior desafio do nosso tempo. Desde o aumento das temperaturas globais até às mudanças nos padrões climáticos, os impactos das alterações climáticas já se fazem sentir em todo o mundo. Superar este desafio exigirá mudanças radicais na forma como geramos e consumimos energia.
As tecnologias de energias renováveis têm se desenvolvido dramaticamente nos últimos anos, com maior eficiência e custos mais baixos. Um dos principais obstáculos à sua absorção, porém, é o fato de não permitirem um fornecimento constante de energia. Os parques turbinas eólicas e energia solar somente quando sopra o vento ou o sol está brilhando, mas precisamos de eletricidade 24 horas por dia, todos os dias. Em última análise, precisamos de uma maneira de armazenar energia em grande escala em parques eólicos ou usinas solares. Esta é a etapa necessária antes de podermos mudar para fontes renováveis que atendam às nossas necessidades de energia.
Usinas de energia solar: benefícios do espaço
Uma maneira possível de contornar isso seria gerar energia solar a partir de usinas de energia solar no espaço.
Há muitas vantagens nesta solução: uma central solar espacial poderia orbitar para colher energia do sol 24 horas por dia. A atmosfera da Terra também absorve e reflete parte da luz solar, de modo que as células solares acima da atmosfera receberão mais luz solar e produzirão mais energia.
Como construí-los?
Um dos principais desafios a superar é como montar, lançar e implantar essas estruturas grandes. Uma única usina de energia solar poderia ter uma área igual a 10 quilômetros quadrados, equivalente a 1.400 campos de futebol. A utilização de materiais leves será fundamental, visto que o maior gasto seria o custo de lançamento de usinas solares ao espaço.
Uma solução proposta é desenvolver um enxame de milhares de pequenos satélites que se unem e se configuram para formar um único grande gerador solar. Em 2017, pesquisadores do California Institute of Technology delineei eu projetos para uma usina solar modular, composta por milhares de células solares ultraleves.
Eles também mostraram um protótipo de ladrilho que pesa apenas 280 gramas por metro quadrado, um peso comparável ao do papel.
Usinas de energia solar no espaço: desenvolvimentos recentes
Pesquisas recentes em usinas de energia solar levam em consideração mecanismos de fabricação, como impressão 3D.
Novas técnicas de fabricação estão sendo exploradas na Universidade de Liverpool para imprimir células solares ultraleves em velas solares. Uma vela solar é uma membrana dobrável, leve e altamente reflexiva, capaz de usar o efeito de pressão da radiação solar para impulsionar uma espaçonave sem combustível. Em particular, está estudando como incorporar células solares em estruturas de velas solares para criar grandes usinas de energia solar sem combustível.
Esses métodos nos permitiriam construir usinas de energia solar no espaço. Fabricar e implantar unidades deste tipo a partir da Estação Espacial Internacional ou da futura estação orbital em torno da lua poderia nos ajudar a fornecer energia para o nosso satélite também.
As possibilidades não param por aí
Falando da Lua: Atualmente dependemos de materiais terrestres para construir usinas de energia solar, mas os cientistas estão avaliando a utilização de recursos do espaço. Como o regolito, do qual falei neste meu post para o blog de Beppe Grillo.
Outro grande desafio será enviar energia para a Terra. O plano é converter a eletricidade das células solares em ondas de energia e usar campos eletromagnéticos para transferi-las para uma antena na superfície da Terra. A antena irá então converter as ondas de volta em eletricidade.
Pesquisadores liderados pela Agência de Exploração Aeroespacial do Japão já desenvolveram projetos e demonstraram um sistema orbital que ele deve ser capaz de fazer isso.
Ainda há muito trabalho a ser feito neste campo, mas o objetivo é tornar as usinas solares no espaço uma realidade nas próximas décadas.
Quando exatamente?
Pesquisadores na China desenvolveram um sistema chamado ómega, que pretendem estar operacionais até 2050.
Este sistema de usina solar deve ser capaz de atender às nossas necessidades de energia. O do projeto chinês poderá fornecer dois gigawatts de potência à rede terrestre com desempenho máximo, uma quantidade enorme.
Para produzir tanta energia com painéis solares na Terra, seriam necessários mais de seis milhões de unidades.
Satélites menores de geração solar, como aqueles projetados para alimentar rovers lunares, podem estar operacionais mesmo antes de 2050.
Em resumo: Em todo o mundo, a comunidade científica está dedicando tempo e esforço para desenvolver usinas de energia solar no espaço.
