Un anno fa, lo Space Solar Power Demonstrator (letteralmente “il dimostratore di energia solare spaziale“, SSPD-1) del Caltech è stato lanciato nello spazio per testare tre innovazioni tecnologiche fondamentali per rendere l’energia solare spaziale una realtà.
Ora, con la conclusione della missione di SSPD-1, gli ingegneri sulla Terra stanno celebrando i successi dell’esperimento e apprendendo lezioni importanti che guideranno il futuro dell’energia. Nel frattempo, il team del Caltech Space Solar Power Project (SSPP) continua a lavorare in laboratorio, studiando il feedback da SSPD-1 per identificare il prossimo insieme di sfide di ricerca fondamentale per il progetto.
L’esperimento Caltech per l’energia solare spaziale: SSPD-1
SSPD-1 rappresenta una pietra miliare in un progetto in corso da oltre un decennio. È stato lanciato il 3 gennaio 2023, a bordo di un veicolo spaziale Momentus Vigoride, come parte dell’SSPP, guidato dai professori Harry Atwater, Ali Hajimiri e Sergio Pellegrino.
È composto da tre esperimenti principali, ciascuno che testa una diversa tecnologia:
- DOLCE (Deployable on-Orbit ultraLight Composite Experiment),
- ALBA,
- MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment).
La prima è una struttura di 1,8 metri per 1,8 metri che dimostra l’architettura, il sistema di imballaggio e i meccanismi di dispiegamento del satellite modulare scalabile che comporrà alla fine una “costellazione” su chilometri di distanza per fungere da stazione di alimentazione.
La seconda è una collezione di 32 diversi tipi di celle fotovoltaiche per valutare i tipi di celle che possono resistere alle dure condizioni spaziali.
La terza è un array di trasmettitori di energia a microonde flessibili e leggeri basati su circuiti integrati personalizzati con controllo preciso del tempo per focalizzare selettivamente l’energia su due ricevitori diversi e dimostrare la trasmissione wireless di energia a distanza nello spazio.
Gli obiettivi del Caltech
Come riassume La Stampa, il progetto del Caltech ha come obiettivo quello di ricavare energia non da pochi pannelli solari giganti, ma da migliaia di piccoli pannelli collegati per formare una struttura più grande. Col sistema descritto sopra, composto da celle fotovoltaiche, si potrebbe contenere tutti i circuiti necessari per convertire la luce solare in maniera più diretta grazie alla radiazione a microonde.
La radiazione a microonde, che è solo un tipo di energia radio, è il fascio preferito dai progetti solari spaziali. Perché possono passare attraverso le nuvole, l’umidità e altri ostacoli nell’atmosfera terrestre, assicurando che la maggior parte dell’energia raggiunga il suolo.
Anche se all’orizzonte non tutto è roseo. Sempre La Stampa riporta un rapporto della NASA, pubblicato il 10 gennaio dall’Office of Technology, Policy and Strategy (OTPS) della NASA, che ha esaminato due progetti precedentemente pubblicati.
Il rapporto ha concluso che un impianto genererebbe elettricità a un costo di 0,61 dollari al kWh, mentre l’altro a 1,59 dollari al kWh. Di contro, i sistemi rinnovabili terrestri producono energia a un costo compreso tra 0,02 e 0,05 dollari al kWh.
Il futuro? Il progetto SSPP
Avevamo accennato a inizio articolo del progetto SSPP, ovvero dello Space Solar Power Project. Come riporta il comunicato del Caltech, il progetto SSPP è iniziato dopo che il filantropo Donald Bren, presidente di Irvine Company e membro a vita della comunità del Caltech, ha appreso per la prima volta del potenziale per la produzione di energia solare spaziale da giovane in un articolo sulla rivista Popular Science.
Negli anni seguenti, Bren e sua moglie, Brigitte Bren, una fiduciaria del Caltech, hanno accettato di effettuare una serie di donazioni, per un impegno totale di oltre 100 milioni di dollari. Oltre al sostegno ricevuto dai Bren, la Northrop Grumman Corporation ha fornito al Caltech 12,5 milioni di dollari tra il 2014 e il 2017 attraverso un accordo di ricerca sponsorizzata che ha aiutato lo sviluppo della tecnologia e ha avanzato la scienza del progetto.
Con SSPD-1 che conclude la sua missione, questo “banco di prova” ha interrotto le comunicazioni con la Terra l’11 novembre. Il veicolo Vigoride-5 che ha ospitato SSPD-1 rimarrà in orbita per supportare test e dimostrazioni continuate dei motori. Alla fine deorbiterà e si disintegrerà nell’atmosfera terrestre.
