Author: Rinnovabili.it
Una vista dall’interno di MAPLE. Credits: Caltech
Dimostrate e testate tre innovazioni tecnologiche
(Rinnovabili.it)- Si è definitivamente conclusa la missione spaziale dell’SSPD-1, lo Space Solar Power Demonstrator, realizzato dalla Caltech University e lanciato in orbita a gennaio 2023. L’avanzato banca di prova aveva un compito importante: testare tre tecnologie grazie a cui un giorno si potrebbe produrre e trasmettere energia solare dallo spazio alla Terra. Nel dettaglio a bordo del dimostratore erano stati installati tre esperimenti differenti:
- DOLCE (Deployable on-Orbit ultraLight Composite Experiment): una struttura ripiegabile, larga circa 1,8 metri quadrati che rappresentava l’architettura modulare di base su cui installare i moduli fotovoltaici
- ALBA: 32 celle solari, realizzate ognuna con una tecnologia fv diversa e ottimizzate per resistere alle difficili condizioni spaziali.
- MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbita Experiment): una serie di trasmettitori di potenza a microonde flessibili e leggeri.
Trasmettere energia solare dallo spazio: si può fare!
Ora che la missione è definitivamente conclusa gli scienziati possono brindare al loro successo, nonostante qualche piccola problema registrato con DOLCE. “Il test ha dimostrato la robustezza del concetto di base, che ci ha permesso di ottenere un dispiegamento di successo nonostante due anomalie“, affermano Sergio Pellegrino, Joyce e Kent Kresa, professori di ingegneria aerospaziale e civile e co-direttore della SSPP. “Il processo di risoluzione dei problemi ci ha fornito molte nuove intuizioni e ci ha fatto focalizzare sulla connessione tra la nostra struttura modulare e i bracci diagonali. Abbiamo sviluppato nuovi modi per contrastare gli effetti del peso proprio nelle strutture dispiegabili ultraleggere.”
I 240 giorni in orbita hanno anche permesso di studiare le prestazioni fotovoltaiche di tre classi completamente nuove di celle solari ultraleggere – tra cui diverse unità in perovskite – nessuna delle quali era mai stata prima nello spazio. Ma soprattutto, come riportato anche da Rinnovabili.it, MAPLE ha dimostrato la sua capacità di trasmettere energia in modalità wireless dallo spazio alla Terra, una novità assoluta nel campo. Gli esperimenti del modulo sono continuati per otto mesi dopo la dimostrazione iniziale e il team ha spinto MAPLE al limite per comprendere i suoi potenziali punti deboli e migliorarli nella progettazione futura.
“Queste osservazioni hanno già portato a revisioni nella progettazione di vari elementi di MAPLE per massimizzarne le prestazioni per lunghi periodi di tempo”, afferma Ali Hajimiri, professore di ingegneria elettrica e ingegneria medica e co-direttore della SSPP. “I test nello spazio con SSPD-1 ci hanno dato maggiore visibilità sui nostri punti ciechi e maggiore fiducia nelle nostre capacità”.
Produrre energia solare spaziale, lo studio della NASA
Le celebrazioni della Caltech arrivano quasi in concomitanza con il nuovo rapporto della NASA, intitolato “Energia solare basata sullo spazio”. Il documento, trattenuto per più di un anno per un controllo tecnico e politico, mette a confronto il costo del ciclo di vita di due sistemi concettuali di energia solare basati sullo spazio rispetto al loro potenziale di riduzione delle emissioni nette. Il risultato? Secondo gli autori non sembrano esserci chiari ostacoli tecnici per una missione dimostrativa.
Non solo. L’utilizzo delle tecnologie, oggi in fase di sviluppo oggi da parte dei partner globali della NASA, potrebbe rendere fattibile produrre e trasmettere l’energia solare dallo spazio alla Terra entro due decenni. “E poiché parti di questa promettente tecnologia sono attualmente o saranno presto disponibili, lo sviluppo non richiede miracoli, ma solo impegno”, scrive l’Agenzia spaziale.
Tuttavia la creazione di un sistema fotovoltaico spaziale richiederà di affrontare diverse e significative sfide. I ricercatori dovrebbero trovare modi per assemblare e mantenere grandi centrali in orbita, consentire a tali impianti di funzionare in modo autonomo e sviluppare efficienti sistemi di trasmissione di energia per portare l’energia raccolta sulla Terra. Questi sistemi potrebbero dover operare in un’orbita geostazionaria, più alta rispetto ai percorsi dell’orbita terrestre bassa utilizzati da molti dei satelliti odierni, il che comporterebbe ulteriori sfide.