Nous sommes encore loin de construire une sphère de dyson, mais La Chine semble disposée à se matérialiser La première grande station d’énergie solaire en orbite avec la Terre, une version plus simple du concept qui, même ainsi, les scientifiques de la NASA jeté dans le 70-80 pour être économiquement irréalisable.
Les temps ont changé et le monde est en pleine transition énergétique vers des sources renouvelables. La Chine, qui n’a aucune modestie lors de la copie des avancées d’autres nations, à condition qu’ils servent leurs objectifs, travaillent en même temps dans son propre vaisseau: une fusée géante totalement réutilisable appelée CZ-9. Points d’union, la Chinese Engineering Academy (CAE) veut profiter de la future fusée pour installer une énorme centrale solaire dans l’espace, à 36 000 km au-dessus de la terre.
Il y a 10 ans, lorsque la Chine a annoncé qu’elle étudierait les stations d’énergie solaire de l’espace, tout le monde semblait être une étude théorique ou une autre preuve de concept, comme celles qui continuent de se développer Aujourd’hui en NASAl’agence japonaise Jaxa et L’Agence spatiale européenne (QUE). Cependant, les responsables chinois ont mis Une feuille de route ambitieuse Sur la table qui a pris le reste des pays totalement au dépourvu.
Le premier prototype du centre spatial chinois, 500 kW de puissance, est attendu d’ici 2030. Une version entièrement opérationnelle de 20 MW serait prête en 2035 (tandis que la station de sa forme finale, de 2 GW, est prévue pour 2050.
Ce n’est pas une petite chose pour une technologie qui n’a jamais été mise en œuvre, encore moins à grande échelle. Il nécessitera vraisemblablement des centaines de lancements et l’assemblage de milliers de panneaux solaires en orbite de géostation, 36 000 km d’altitude, où la rentabilité du lancement de tonnes et tonnes de charge dépendra du fait que le Rocket CZ-9 être entièrement réutilisable, comme la promesse chinoise.
Long Lehao, un scientifique des fusées à l’automne, n’a pas manqué de symbolie pour justifier cet énorme déploiement des médias. “C’est un projet aussi important que le transfert de la proie des trois gorges sur une orbite géostationnaire Il a dit lors d’une conférence à l’Académie chinoise des sciences (CAS).
Bien sûr, ils devront mettre de petits manifestants en orbite de ce qui finira par être le Station solaire spatiale. La Chine a déjà testé des montgolfières et construit une station de réception à Chongqing.
D’ici 2026, la Chinese Space Technology Academy (CASC) prévoit d’afficher ses 10 premiers panneaux solaires KW dans l’espace dans le but de démontrer la transmission d’énergie sans fil. Il espère transmettre jusqu’à 1 kW par laser et jusqu’à 4 kW au micro-ondes, à la fois à la station de récepteurs sur Terre et à un satellite à proximité, ce qui suggère un avenir dans lequel les constellations satellites pourraient être combinées avec la station solaire.
Comment la station solaire que la Chine prévoit d’installer dans l’espace
On sait peu au niveau technique de la première ferme des panneaux solaires Déployer en orbite géostationnairecar aucun projet n’a été officiellement sélectionné. Mais Eureka Énumérez trois concepts, à partir de différents laboratoires chinois, qui ont suffisamment de bulletins de vote:
- En 2014, la Chinese Space Technology Academy (CASC) a proposé une station de 11,8 km de long avec une antenne de transmission circulaire de 1 km de diamètre; En 2021, le concept a été mis à jour avec une conception modulaire, plus facile à assembler, mais avec l’inconvénient d’un faisceau rectangulaire
- Cette même année, l’Université Xidian a publié une étude sur une station sphérique avec un diamètre de 8 à 10 km et un système qui profiterait des panneaux semi-réflexits pour concentrer la lumière sur les cellules photovoltaïques internes
- En 2016, la Shenyang Aerospace University a proposé un concept similaire qui, au lieu d’une conception sphérique, a une conception cylindrique qui réfracte la lumière du soleil vers des panneaux photovoltaïques internes, un design qui simplifie la surveillance du soleil
Ce que ces concepts ont en commun, c’est qu’ils tournent comme des tournesols pour toujours pointer le soleil, de sorte que leurs énormes panneaux solaires capturent un flux inépuisable d’énergie solaire qui transmette ensuite à la terre. Comment le transmettent-ils? Concentrant un laser ou un faisceau micro-ondes vers de grandes antennes dans les stations de réception sur Terre, où il devient de l’électricité pour stocker dans les batteries ou verser dans la grille d’électricité.
Le transfert sans fil tire parti d’un phénomène physique appelé interférence ou chevauchement des vagues. Il s’explique généralement par la visualisation d’un étang dans lequel vous immergez les deux mains pour former des vagues qui se propagent en même temps. Il y a des domaines où les vagues sont plus fortes car elles avancent ensemble (elles s’ajoutent à la phase) et d’autres dans lesquelles elles sont annulées (elles sont hors de phase).
Lorsque les vagues fonctionnent ensemble, l’énergie n’est pas perdue, mais est concentrée dans une direction spécifique. S’il existe plusieurs sources opérant de manière coordonnée (toutes émettant en même temps, dans la même phase), l’énergie peut être dirigée dans une direction. Mais si chaque source fonctionne un peu plus tôt ou un peu après les autres, la direction du faisceau peut être contrôlée.
En tant que loupe qui concentre la lumière à un moment donné, il est possible d’ajuster la synchronisation de ces sources pour concentrer l’énergie dans une zone plus petite que l’original (comme l’antenne à la surface de la terre). Cette correction peut être effectuée sur les nanosecondes de l’échelle électronique, ce qui permet de gérer la direction énergétique très rapidement ou affectée à différents emplacements (différentes antennes).
En orbite géostationnaire, les panneaux solaires peuvent être utilisés tout le temps et avec des efficacités de conversion supérieures à celles que les panneaux atteignent de ce côté de l’atmosphère, d’où l’avantage d’une station photovoltaïque dans l’espace. Cependant, la complexité de son déploiement et des doutes sur l’innocuité et l’efficacité de la transmission sans fil rendent toute cette technologie sans être testée depuis l’étude dans les années 70 et 80.
La Chine aspire à mener la nouvelle carrière d’énergie solaire spatiale, comme dirigeant l’énergie photovoltaïque de la Terre, mais ne sera pas seule. Le Japon est devenu en 2015 le premier pays qui a réussi à transmettre 1,8 kW de micro-ondes sans fil. Bien sûr, à une distance de 50 mètres, mais c’est l’énergie solaire spatiale est un problème qui continue d’enquêter de près, ainsi que l’Europe, les États-Unis et l’entreprise privée occasionnelle.
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