I pannelli fotovoltaici nello spazio ci forniranno energia sulla Terra?

Scopriamo il progetto di un impianto fotovoltaico che potrebbe produrre energia elettrica in orbita e, attraverso un sistema di trasmissione wireless, trasmetterla sulla Terra

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14 Novembre 2017

La ricerca spaziale ha da sempre dimostrato quanto questo mondo così lontano da noi sia invece molto influente sulle nostre vite e sulla vita del nostro pianeta. La sete di esplorazione dell’essere umano ha promosso e incentivato moltissime indagini spaziali che hanno dato vita a importanti scoperte scientifiche, hanno ispirato ricerche, dato forma a nuove invenzioni, ci hanno fatto scoprire anche come funziona la nostra Terra. 

E’ nel 1957 che il primo satellite artificiale parte alla volta dello spazio dal territorio russo. L’anno dopo ci provarono e ci riuscirono anche gli Stati Uniti a lanciare in orbita i loro satelliti con cui nacque la NASA (National Aeronautics and Space Administration) che da subito ha avuto il compito di studiare e realizzare un programma per l’esplorazione spaziale.
E con la NASA, Neil Armstrong ha messo piede sulla luna; venne inviata Skylab, la stazione spaziale orbitante che permise una lunga permanenza nello spazio degli astronauti; sono state lanciate le missioni Mariner per l’esplorazione di Marte, Mercurio e Venere, fino ad arrivare al lancio in orbita della sonda spaziale Juno che rientra nel programma New Frontiers e che il 5 agosto 2011 è partita alla volta di Giove, il gigante del Sistema Solare studiato dagli scienziati che vogliono scoprirne misteri e segreti. Grazie a questa missione, finora si è potuto studiare la sommità dell’intricato e pittoresco sistema nuvoloso di questo pianeta grazie a sorvoli radenti che la sonda effettua ogni due mesi. E sono stati scoperti i poli di Giove, mai osservati prima, che sono coperti di vortici, in numero diverso da nord a sud. Lo strumento Jiram di produzione italiana ha anche permesso di riprendere come mai prima d’ora l’aurora polare gioviana.

La ricerca non si ferma
Ma se da un lato gli Stati Uniti si sono da sempre mostrati pionieri nell’esplorazione spaziale, insieme ai russi, dall’altro anche il Giappone fornisce il suo contributo alla scienza e si sta impegnando, attraverso la sua Agenzia Spaziala, la JAXA, per dare una grande mano ad alimentare il mondo attraverso un sistema sempre più ecosostenibile.
Più nel dettaglio, il progetto prevede di mandare in orbita un impianto fotovoltaico che possa produrre energia elettrica e che, attraverso un sistema di trasmissione wireless, riesca a trasmetterlo sulla Terra. Gli anni che ci vorranno per mettere a punto il sistema sono tanti, dovremo aspettare e avere ancora un po’ di pazienza, visti soprattutto i costi che sono stati calcolati per il completamento di questa importantissima ed epocale missione. Ma l’enorme vantaggio della riuscita di questo progetto si tradurrebbe in una illuminazione costante delle celle fotovoltaiche che non starebbero alla mercé, come avviene oggi, delle condizioni atmosferiche.
A grandi linee, il progetto prevede che l’impianto fotovoltaico sia formato da pannelli solari che ricopriranno una superficie di circa 4 km quadrati in grado di produrre 1 GW di corrente elettrica. Installata a 36.000 km dalla Terra, invierà l’energia attraverso una tecnologia a microonde messa a punto dalla Mitsubishi che in questo progetto sta collaborando insieme alla JAXA. Questa tecnologia sfrutta le radiazioni elettromagnetiche con lunghezze d’onda che arrivano fino a 10 cm.
In questo modo, le energie rinnovabili, già da anni al centro dell’attenzione a livello mondiale, potrebbero raggiungere un enorme traguardo.

Come funzioneranno i pannelli nello spazio
Stando al progetto, ogni pannello dovrebbe avere una superficie di 2 km quadrati: sulla parte superiore vi è un rivestimento di materiale fotovoltaico che cattura la luce e la trasforma in elettricità; il secondo lato, invece, è dotato di antenne di trasmissione per trasformare l’elettricità in microonde. Oltre alla centrale solare, vi è il progetto di una stazione di controllo, situata a una distanza maggiore rispetto alla terra (circa 10 km in più), collegata alla stazione con lunghi cavi che, attraverso il Gravity Gradient Stabilization, il sistema di stabilizzazione a gradiente di gravità, le permetteranno di controbilanciare il pannello mantenendo saldo l’equilibrio dell’attrazione gravitazionale della Terra e riducendo così a forza centrifuga. Questo sistema dovrebbe permettere al satellite di garantirsi un’orbita stabile intorno alla Terra. Tuttavia, la raccolta solare non sarebbe costante per via dell’orientamento fisso del pannello, colpito da una quantità di luce solare variabile.

Come soluzione, si ipotizza di posizionare un satellite composto da due moduli fotovoltaici e da antenne per le microonde al centro di due specchi riflettenti che indirizzerebbero i raggi solari verso le celle fotovoltaiche in maniera costante e continua. La luce solare verrà convertita in corrente elettrica continua direttamente nello spazio per poi viaggiare per migliaia di chilometri, una volta trasformatasi in microonde, fino a raggiungere la Terra attraverso un segnale pilota che indica la strada alle microonde che arrivano direttamente alle antenne riceventi. A quel punto, le radiazioni verranno captate da un’antenna speciale in grado di convertire le microonde in energia continua che, attraverso un convertitore, si trasformerà in corrente alternata e potrà entrare nella rete elettrica.