Cina: una stazione spaziale orbitante con pannelli solari per veicolare energia verso la Terra

da Hardware Upgrade :

In passato abbiamo scritto di come la Cina stia recuperando a una velocità (relativamente) elevata il terreno perso per quanto riguarda il suo programma spaziale. Diversi sono i piani più o meno noti della nazione asiatica che attualmente può “vantare” una stazione spaziale (non complessa come la ISS, ma comunque un buono sforzo ingegneristico), diverse tipologie di razzi spaziali, missioni extraplanetarie su Luna e Marte con un futuro che si prospetta ancora più interessante.

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Per esempio sono in fase di sviluppo nuovi vettori realizzati sia da agenzie statali che private, spazioplani orbitali e suborbitali, vettori per il turismo spaziale suborbitale e una stazione di ricerca lunare che succederà al primo allunaggio (grazie ai razzi Lunga Marcia 5G/CZ-5G). Ancora più avveniristica è però la stazione spaziale orbitante fornita di pannelli solari in grado di veicolare l’energia dallo Spazio verso la Terra (chiamata Space Solar Power Station o SSPS). Questo permetterebbe di avere molta energia da sfruttare che altrimenti sarebbe dispersa con un impatto che sarebbe in parte contenuto.

La Cina e la stazione orbitante con pannelli solari: energia rinnovabile dallo Spazio?

Di questo progetto ne avevamo già scritto nel 2021 quando a parlarne fu Long Lehao, ingegnere capo della serie di razzi Lunga Marcia e in generale una delle persone più importanti quando si parla del programma spaziale cinese. Bisogna precisare che si tratta attualmente di un progetto “sulla carta” e, per quanto interessante, bisognerà valutare attentamente i limiti tecnici e ingegneristici, oltre all’effettivo beneficio, che questa soluzione avrà in futuro.

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Grazie a uno studio pubblicato dalla Chinese Space Science and Technology abbiamo qualche informazione in più su come potrebbe essere sviluppata e quali saranno le caratteristiche della stazione spaziale orbitante con pannelli solari per inviare energia verso la Terra (Space Solar Power Station). Come abbiamo scritto, si tratta di un progetto veramente ambizioso (e la Cina non è l’unica nazione che sta pensando a questa soluzione) e quindi la nazione asiatica avrà diversi step prima di arrivare al modello definitivo.

Se i piani verranno rispettati, il primo modello prototipale sarà in orbita nel 2028. Questo avrà pochi pannelli solari (1/4 delle dimensioni del modello completo) ma permetterà comunque di iniziare i test della trasmissione senza fili, via microonde o laser (a bassa potenza), verso la Terra. Grazie alle dimensioni ridotte sarà possibile lanciare la stazione solare spaziale come fosse un satellite standard senza bisogno di assemblaggio in orbita. I dati di targa promettono una potenza di 10 kW, un voltaggio di 500 V. Il posizionamento sarà in orbita bassa terrestre (a 400 km) e con una superficie di pochi metri.

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Se questo esperimento andrà a buon fine si passerà a soluzioni più complesse. Nel 2030 la stazione solare spaziale della Cina sarà grande la metà del progetto finale. Ci sarà un’antenna più grande per le microonde e un laser a media potenza per la trasmissione dell’energia. A causa delle dimensioni dovrà essere assemblata nello Spazio e potrà generare da 100 kW fino a 1 MW con voltaggio di 1 kV. La stazione sarà in orbita geostazionaria (36 mila km) e la superficie sarà di alcune decine di metri.

Nel 2035 ci sarà una stazione solare spaziale completa. Questo significherà un’antenna per le microonde da oltre 100 metri di diametro e laser ad alta potenza. La potenza generata dovrebbe arrivare a 10 MW e 2 kV fino a 5 kV. Le dimensioni saranno superiori ai 100 metri e il posizionamento sarà sempre in GEO. Nel 2050 ci potrebbe poi essere l’ultima evoluzione. Il sistema avrà un’antenna da oltre 1 km per le microonde, laser ancora più potenti e ovviamente un assemblaggio ancora più complesso. La Cina punterebbe a generare fino a 2 GW di energia con voltaggi di 10 kV o 20 kV e dimensioni complessive di oltre 1 km (sempre posizionata in GEO).

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Oltre ai sistemi nello Spazio ci sarà però bisogno di stazioni di terra. Queste saranno via via sempre più grandi e si baseranno su un sistema con un fascio pilota (per sapere se il sistema sta puntando nella corretta direzione) e uno più ampio per la trasmissione vera e propria. In particolare lo studio analizza anche le problematiche relative alla precisione che dovrà avere la trasmissione, le compensazioni necessarie e altre incognite. Come scritto inizialmente, questo progetto della Cina è ancora in “fase embrionale” anche se i primi esperimenti si stanno già svolgendo in laboratorio. Sarà una soluzione alla crescente richiesta energetica e all’impatto delle fonti di energia non rinnovabili?


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