A energia solar se tornou um ponto focal da batalha para mitigar as mudanças climáticas. O potencial da energia solar é enorme - a Terra recebe tanta energia solar em uma hora quanto toda a humanidade usa em um ano. Mesmo com tanta energia atingindo a Terra, é apenas uma pequena fração da produção geral do sol. Parte dessa outra energia solar atinge outros planetas, mas a maioria está simplesmente perdida no vazio do espaço profundo.

Existem vários grupos que estão aproveitando várias tecnologias para capturar parte dessa energia perdida. Uma das tecnologias mais comuns sendo perseguidas é a ideia do satélite de energia. Recentemente, um desses grupos no Laboratório de Pesquisa Naval da América (NRL) atingiu um marco no desenvolvimento da tecnologia de satélite de energia ao lançar seu satélite de teste Módulo de Antena Fotovoltaica RF (PRAM).

A ideia subjacente aos satélites de energia é chamada de "transmissão de energia". os sistemas de transmissão de energia usam uma das três frequências de luz para transmitir quantidades significativas de energia a uma distância sem fio. Ano passado, O NRL teve uma demonstração bem-sucedida de um sistema de feixe de energia baseado em terra usando um laser infravermelho.

Fazer isso do espaço apresenta um novo conjunto de desafios, e não necessariamente apenas técnicos. Dr. Paul Jaffe, o líder técnico do projeto PRAM, descreveu o processo de seleção para um lançamento orbital como equivalente a Shark Tank - vários PIs apresentando suas ideias para uma viagem à órbita. Após vários anos de tentativas, O PRAM finalmente teve sua hora de brilhar no lançamento do X-37B em 17 de maio.

PRAM não vai realmente brilhar, embora - sua superfície seja coberta por painéis solares pretos, e suas entranhas consistem no primeiro hardware já lançado em órbita que converte energia solar em microondas. O satélite em si é relativamente pequeno (30 cm de lado), e não transmitirá energia de volta para a Terra. Em vez de, ele coletará dados que servirão como pontos de comparação úteis para um experimento usando um sistema semelhante conduzido anteriormente na Terra.

Havia várias métricas do teste baseado na Terra que a equipe PRAM esperava replicar no espaço. A eficiência da conversão de solar para microondas foi um dos fatores mais importantes. Sem eficiência alta o suficiente, lançamentos futuros podem ser proibitivamente caros para a quantidade de energia que o sistema gera.

O gerenciamento térmico é outra medida extremamente importante pela qual a equipe está ansiosa. Na terra, sistemas elaborados de resfriamento são relativamente simples de conectar a uma fonte de calor. Contudo, essas metodologias não funcionam tão bem no espaço, o que pode resultar em problemas de gerenciamento térmico para qualquer eletrônica de potência em órbita. A equipe espera atingir números de gerenciamento térmico semelhantes aos vistos na Terra a partir de seu sistema de resfriamento radiativo.

Tanto a eficiência quanto o gerenciamento térmico entram no cálculo do parâmetro mais importante dos sistemas de satélite de energia - a densidade de energia. Se o poder estiver muito concentrado, o sistema pode queimar o que quer que seja apontado. Se for muito baixo, então, não é recebida energia suficiente na estação base para ser útil na geração de eletricidade.

O projeto da estação base também é um fator chave para o sucesso a longo prazo das tecnologias de satélite de energia. Cada faixa de freqüência exigiria um estilo diferente de estação base. PRAM usa microondas como meio de transmissão de energia. Embora a maioria das pessoas geralmente pense no microondas como um método para reaquecer sobras de pizza, as frequências de sinal para Bluetooth Low Energy e WiFi também podem ser consideradas no espectro das microondas.

O nível de iluminação que o sistema recebe também tem um grande impacto na potência de saída e no gerenciamento térmico. Este é um ponto de dados que a equipe não conseguiu coletar na Terra, e eles estão ansiosos para obter dados que mostrem o melhor tempo de iluminação para missões futuras. Em órbita geossíncrona, um satélite pode estar sob a luz do sol 99% do tempo. Contudo, há uma compensação entre o tempo ao sol e o gerenciamento térmico. O protótipo PRAM foi lançado em uma configuração orbital que permitirá à equipe calcular as eficiências, densidades de potência e cargas térmicas de diferentes períodos de iluminação. A equipe então usará esses pontos de dados para planejar o caminho orbital ideal para outros lançamentos de teste.

O resultado final desses lançamentos de teste adicionais seria um sistema de satélite solar comercialmente viável que fornece energia adicional para lugares específicos na Terra com pouco ou nenhum custo adicional, uma vez que o satélite esteja em órbita. Já existem inúmeras empresas e entidades de pesquisa desenvolvendo versões de sistemas de feixe de energia aguardando ansiosamente o resultado do teste PRAM.

Dr. Jaffe observa que o caminho para a comercialização é baseado inteiramente nos recursos atribuídos ao desenvolvimento de um satélite comercialmente viável. O tempo para um satélite de energia comercialmente viável pode ser relativamente rápido se for fornecido com montantes significativos de financiamento. Por outro lado, a tecnologia pode morrer em sua infância se o dinheiro for puxado. Ainda é o começo do desenvolvimento da tecnologia, e os dados que a PRAM está coletando são uma etapa necessária no processo de eliminação de riscos para que os satélites de energia se tornem comercialmente viáveis.

Uma outra etapa que deve acontecer para a viabilidade comercial é a aceitação pública. Ao mencionar as ideias de satélites de potência para a maioria das pessoas, seus pensamentos imediatos se voltam para Ícaro, a arma solar fictícia no filme de James Bond "Die Another Day". Nesse filme, o satélite derrete um hotel de gelo e mostra seu potencial para destruir partes muito maiores do mundo.

Dr. Jaffe é rápido em apontar as diferenças entre PRAM e Ícaro. Ícaro é conhecido como uma "plataforma de energia direcionada, "no qual a Marinha também está trabalhando, mas usa uma física diferente do sistema de feixes de energia que constitui o PRAM. Ele também menciona que seria excepcionalmente difícil transformar um sistema de transmissão de energia em uma arma:"Se você colocar uma lupa na frente do seu roteador Wi-Fi, não começa a derreter nada. "

Embora tudo o que os cientistas digam possa não amenizar todos os temores públicos sobre tal sistema, os benefícios potenciais de irradiar energia podem superar esses medos. Muito mais trabalho é necessário antes que as empresas comecem a investir em fazendas gigantes de retena para coletar a energia que, de outra forma, seria desperdiçada. Mas nos próximos meses, NRL hopes to collect some data with PRAM that will bring commercial power-beaming systems a few steps closer to reality.