FoodPro Preloader

Energi-Roping Solen


Kakuda, Japan - I en nylig spin-off av den klassiske japanske animerte serien Mobile Suit Gundam har utmattelsen av fossile brensel tvunget menneskeheten til å vende seg til rombasert solenergi, da globale konflikter raser over energibehov. Sci-fi-sagaen er satt i år 2307, men til og med nå jobber ekte japanske forskere på maskinvaren som trengs for å realisere orbitalgeneratorer som en form for ren fornybar energi, med planer om å fullføre en prototype på om lag 20 år. Konsept

Kakuda, Japan - I en nylig spin-off av den klassiske japanske animerte serien Mobile Suit Gundam har utmattelsen av fossile brensel tvunget menneskeheten til å vende seg til rombasert solenergi, da globale konflikter raser over energibehov. Sci-fi-sagaen er satt i år 2307, men til og med nå jobber ekte japanske forskere på maskinvaren som trengs for å realisere orbitalgeneratorer som en form for ren fornybar energi, med planer om å fullføre en prototype på om lag 20 år.

Konseptet med solpaneler som strekker ned energi fra verdensrommet har lenge vært overvejet - og lenge blitt avvist som for dyrt og upraktisk. Men i Japan har den tilsynelatende fjernet ordningen fått ny oppmerksomhet blant dagens globale energikrise og bekymringer for miljøet. I fjor produserte forskere ved Institutt for Laser Technology i Osaka opptil 180 watt laser kraft fra sollys. I februar begynte forskere i Hokkaido grunnprøver av et kraftoverføringssystem designet for å sende energi i mikrobølgeform til Jorden.

Laser- og mikrobølgebesøkingsprosjektene er to halvdeler av en dristig plan for et rom-solsystem (SSPS) under ledelse av Japans romfartsselskap, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). Spesielt innen 2030 har byrået som mål å sette i geostasjonær bane en solenergi generator som vil overføre en gigawatt av energi til Jorden, tilsvarende utgangen av et stort atomkraftverk. Energien vil bli sendt til overflaten i mikrobølge- eller laserform, hvor den ville bli omgjort til elektrisitet for kommersielle strømnettet eller lagret i form av hydrogen.

"Vi gjennomfører denne undersøkelsen av grunnleggende årsaker - som en potensiell løsning på utfordringene som følge av utmattelse av fossile brensler og global oppvarming, " sier Hiroaki Suzuki fra JAXAs Advanced Mission Research Center, en av rundt 180 forskere ved store japanske forskningsinstitutter jobber med ordningen. JAXA sier at de potensielle fordelene er enkle: i rommet er solstråling fem til ti ganger så sterk som på bakken, slik at generasjonen er mer effektiv; solenergi kan samles 24 timer i døgnet; og vær ville ikke utgjøre et problem. Systemet vil også være rent, generere ingen forurensning eller avfall, og trygt. Strømintensiteten til jordens overflate kan være omtrent fem kilowatt per kvadratmeter - omtrent fem ganger så mye som sola ved middagstid på en klar sommerdag ved midlatitudes. Selv om forskerne sier at dette beløpet ikke vil skade menneskekroppen, vil mottaksområdet likevel bli slått av og ligger til sjøs.

På et anlegg i Miyagi tester forskerne Suzuki og JAXA en 800-watt optisk fiberlaser som brenner ved en mottaksstasjon 500 meter unna. Et speil som reflekterer bare 1, 064-nanometer-bølgelengde lys styrer det inn i et eksperimentelt solpanel. (Han valgte denne lysfrekvensen fordi den lett skjærer seg gjennom jordens atmosfære, og taper ikke mer enn 10 prosent av sin pop.) En viktig oppgave er å finne et materiale som kan konvertere sollys til laserlys effektivt. En ledende kandidat er et keramisk materiale av yttrium-aluminium-granat som inneholder neodym og krom.

Grunnvitenskapen er bare en del av utfordringen. Testing av både mikrobølge- og lasersystemene vil kreve gigantiske strukturer i rommet: tynnfilm kondensatorspeil, solcellepaneler og en mikrobølgesender som strekker seg i kilometer og veier 10.000 tonn, samt et 100-enheter lasertall på 5000 tonn som ville være 10 kilometer lang. Den jordbaserte mikrobølgeantennen må være to kilometer lang.

Den totale prosjektkostnaden ville være enorm - kanskje i titusenvis av dollar - men Suzuki og hans kolleger sier at de ikke vurderer prislappen. "Vi kan ikke vite om dette er mulig eller ikke, hvis vi ikke har grunnleggende teknologi først, " sier han. "Vi tar sikte på å produsere stabil, billig kraft og hydrogen til en målpris på 6, 5 cent per kilowatt-time." Dette ville være i tråd med konvensjonelle kraftproduksjonsutgifter i dag, og kunne gjøre det mer økonomisk attraktivt.

Gitt dagens teknologi, kan transport av storskala strukturer til rom bare være mulig gjennom samarbeid mellom rombyråer på forskjellige kontinenter. Suzuki sier imidlertid at land i romløpet prøver å utvikle sine teknologier uavhengig, mens den potensielle militarisering av rom vokser. "Hvis JAXA, NASA og European Space Agency kan jobbe sammen, ville det være best, " legger han til. Det høres ut som forspillet til en sci-fi-saga.

Merk: Denne historien ble opprinnelig publisert med tittelen "Roping the Sun".

OM AUTOREN (S)

Tim Hornyak er basert i Tokyo.

Siste nytt

Forskere til EPA: Risikoen for kjemikalier som endrer mannlige hormoner, bør analyseres sammenKan et tall løse klimaendringene?Hvorfor du bør gi opp (noen) kontroll av termostaten dinGjelder den foreslåtte loven om beskyttelse mot husholdningsbrensel en forbruk på forbrukerne?Kutter Loom for amerikansk vitenskapKina Sacks Plastic BagsGjennomsiktighet lovet for vitenskapens mest misbrukte og mest villige metriskeEn matematisk guide til verdens mest levende byer