日本は宇宙から地球へ電気エネルギーを送電する準備をしている

宇宙での電磁伝達は、持続可能なエネルギー源を見つける道に新たな方向性を開きます (図: 私の科学を信頼してください)。

日本の発電所がテストを準備しているプロトタイプの重さは180kgで、家庭用電化製品に電力を供給するのに十分な1キロワットの電力を地球に送電します。

これは、化石燃料への依存を大幅に削減する、大規模な持続可能なエネルギー生産に向けた第一歩です。

太陽光発電は 1970 年代から使用されてきましたが、技術的および物流上の課題により、普及は依然として限られています。

通常、問題は、太陽光発電パネルを設置するのに適した場所の不足、時間の経過によるシステムの劣化、または気象条件、地球の昼夜サイクルへの依存によって発生します。

生産不足を補うために、ユーザーは依然として化石燃料からのエネルギーに頼らざるを得ません。

地球外発電所のアイデアは、アポロ計画(NASA)の元エンジニアであるピーター・グレイザーによって最初に提案され、宇宙から太陽光発電を生成することがこれらの限界を克服するのに役立つ可能性があります。

ほとんどの地上のグリーンエネルギー技術とは異なり、宇宙太陽光発電所は気象条件に依存せず、昼夜のサイクル(軌道位置の種類による)にもあまり依存しないため、継続的にエネルギーを生産できます。

しかし、宇宙から太陽光発電を行うことは非現実的であり、コストが高すぎると考えられています。これには、軌道上に大規模なインフラを設置する必要があり、それらを輸送するには数十のロケットの支援が必要です。

しかし、ジャパン・スペース・システムズの研究者らは、世界のエネルギー産業における脱炭素化プロセスの現在の緊急の必要性は言うまでもなく、宇宙工学と太陽光発電技術の最近の進歩が状況を一変させる可能性があると信じている。

物議を醸す質問

日本の宇宙太陽光発電所は、海抜400kmの高度を周回する重さ180kgの小型衛星で構成されており、エンジニアは、統合されたバッテリー充電技術を備えた2平方メートルの太陽光発電パネルを装備しました。

蓄積されたエネルギーはマイクロ波に変換され、地球上の受信アンテナに送信されます。衛星は高速 (28,000 km/h) で移動するため、受信アンテナの要素は 40 km の距離にわたって、5 km の間隔で分散されます。

ただし、これは単なるデモンストレーションのプロトタイプであり、小型の食器洗い機やケトルに一定時間電力を供給するのに十分な 1 キロワットのエネルギーしか送信しないことに注意することが重要です。

「さらに、エネルギーの伝達には数分しかかかりませんが、バッテリーが切れると再充電には数日かかります」と日本宇宙システム顧問の科学者伊地知幸一氏は説明する。

以前、研究者らは地上の固定源からの太陽エネルギーの無線伝送の最初の実証を行っていた。

開発チームは12月までに、宇宙の発電所の衛星に搭載される太陽光発電パネルと同じ太陽電池パネルを設置し、飛行機から信号を送信する予定だ。航空機は、地上の受信アンテナから 5 ~ 7 km の距離にわたってエネルギーを送信します。

太陽電池(フレキシブル太陽電池など)の進歩は、この種の技術を商業的に実行可能な規模に拡張するのに役立ちます。

このビジョンのもと、関連する日本政府のプロジェクトでは、地上の太陽電池パネルの10倍のエネルギーを生成できる2平方キロメートルの巨大な太陽電池パネルを搭載した衛星を打ち上げる計画が進められている。

各衛星は、原子力発電所の 1 日あたりの生産量に相当するエネルギーを毎月生産できます。 SpaceX の Starship (再利用可能) ロケット製品ラインの将来の開発により、設置も容易になる可能性があります。

しかし、宇宙太陽光発電の本当の可能性についてはまだ議論が続いています。最近の NASA の報告書によると、宇宙工場の建設と打ち上げに必要な投資は、生産されるエネルギー量に比べて高すぎるため、その収益性について疑問が生じています。

その一方で、機械を宇宙に運ぶロケットによって引き起こされる二酸化炭素の排出により、この技術は私たちが想像しているよりもはるかに環境に優しいものではありません。

しかし、他の研究センターや、欧州宇宙機関(ESA)やアメリカ空軍などの宇宙機関は、宇宙での太陽光発電所の実現可能性を確保するためのさまざまな戦略を研究しています。

Kuwahara Minako

「情熱的なポップカルチャーアホリック。誇り高いベーコンの先駆者。熱心なアナリスト。認定リーダー。」

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