Nel 1941 Isaac Asimov , pubblicò un libro nel quale descriveva una stazione spaziale che raccoglieva energia solare da inviare ai pianeti tramite microonde. Da allora, l’energia solare spaziale è stata un’idea fuori dal comune, qualcosa con il potenziale per cambiare il mondo.
Donald Bren ha fatto la sua parte di letture sull’energia solare e, poiché è uno degli sviluppatori immobiliari più ricchi d’America, è in grado di aiutare a raccogliere i fondi. Il California Institute of Technology ha appena annunciato che, dal 2013, Bren e sua moglie Brigitte hanno donato alla scuola più di 100 milioni di dollari per aiutare a trasformare l’energia fotovoltaica in orbita una realtà.
“Questo è qualcosa di piuttosto audace“, afferma Ali Hajimiri , professore di ingegneria elettrica e co-direttore dello Space Solar Power Project di Caltech . La lunga sequenza temporale, dice, “ti permette di correre rischi e correre rischi. A volte pagano e a volte no, ma quando lo fai, in modo educato e controllato, finisci con cose che non ti saresti mai aspettato“.
L’orbita terrestre alta è un ottimo posto per una fattoria solare: il sole non tramonta mai e le nuvole non si formano mai. Ma per generare una quantità significativa di elettricità, la maggior parte dei progetti del passato era irrealisticamente e insostenibile, enorme. Gli ingegneri hanno raffigurato gigantesche strutture a traliccio, solitamente misurate in chilometri o miglia, a cui sono stati fissati pannelli fotovoltaici o specchi, che assorbono o concentrano la luce solare per convertirla in corrente continua, quindi trasmetterla al suolo tramite raggi laser o microonde. Potrebbero essere necessari centinaia di lanci di razzi per costruire una singola installazione. Era la tecnologia troppo grande per avere successo.
“Ciò che era veramente necessario per rendere questo avvincente era avere un cambio di paradigma nella tecnologia”, afferma Harry Atwater, professore di fisica applicata e scienza dei materiali di Howard Hughes al Caltech e leader del progetto. “Invece di pesare un chilogrammo per metro quadrato, stiamo parlando di sistemi che possiamo realizzare oggi nell’intervallo da 100 a 200 grammi per metro quadrato e abbiamo una tabella di marcia per scendere nell’intervallo da 10 a 20 grammi per quadrato metro.”
Come? Senza un singolo passo, ma forse il più grande cambiamento nel modo di pensare è stato quello di realizzare pannelli solari modulari. Le celle fotovoltaiche leggere all’arseniuro di gallio sarebbero attaccate a “piastrelle”, l’unità fondamentale del progetto Caltech.
Ogni piastrella, e questa è la chiave, sarebbe la sua stazione solare in miniatura, completa di fotovoltaico, minuscoli componenti elettronici e un trasmettitore a microonde. Le piastrelle sarebbero collegate tra loro per formare “moduli” più grandi, diciamo, di 60 metri quadrati e migliaia di moduli formerebbero una centrale elettrica esagonale, lunga forse 3 km di lato. Ma i moduli non sarebbero nemmeno collegati fisicamente. Nessuna trave di supporto pesante, nessun cavo in bundle, molta meno massa.
“Puoi pensare a questo come a un banco di pesci“, dice Atwater. “È un gruppo di elementi indipendenti identici che volano in formazione.“
La trasmissione ai ricevitori a terra avverrebbe tramite phased array: segnali a microonde dalle tessere sincronizzati in modo che possano essere puntati senza parti in movimento. Atwater afferma che sarebbe intrinsecamente sicuro: l’energia a microonde non è radiazione ionizzante e la densità di energia sarebbe “uguale alla densità di potenza alla luce del sole”.
L’energia solare spaziale è probabilmente ancora lontana anni. Gli analisti del Center for Space Policy and Strategy della Aerospace Corporation avvertono che “non sarà una soluzione rapida, facile o completa“. Ma c’è fermento in tutto il mondo. JAXA , l’agenzia spaziale giapponese , è al lavoro, così come quella cinese. I costi di lancio stanno diminuendo e stanno aumentando i nuovi veicoli spaziali, dai satelliti Internet allo sforzo lunare su Marte della NASA.
