New-Tech OnLine | אנרגיה חללית

השימוש באנרגיה סולארית בחלל צובר לאחרונה תאוצה משמעותית. הרעיון לקצור אנרגיה בחלל ולהעביר אותה לכדור הארץ, קורם עור וגידים, אם כי עדיין אין פתרון ממשי. ממשלת יפן יחד עם אוניברסיטת אוסקה מפתחות לווין חדש שיפרוס בחלל פאנל סולארי בגודל של 2 קמ"ר ויספק אנרגיה בעוצמה של כור גרעיני. חברת סטארט אפ אמריקאית מפתחת לווין דומה שיעביר אנרגיה לכדור הארץ 24/7, בעזרת קרני לייזר.

משבר האקלים בעשורים האחרונים שהביא את העולם לחפש אחרי אנרגיות מתחדשות, מגיע גם לחלל. מחקר של King’s College London מצא שהתבססות על אנרגיה סולארית שתופק בחלל, יכול להביא לא רק לחיסכון של עד 15% במחיר החשמל העתידי, אלא גם להחליף כ 80% מהאנרגיות המתחדשות שאירופה מייצרת בשטחה. כלומר לפנות שטחים שבהם מוצבות כיום טורבינות רוח ושדות פאנלים סולאריים. המחקר, שמבוסס על מודל מחשוב, גם מצא שתהליך כזה יכול להוריד בעתיד את השימוש בסוללות מזהמות ביותר מ 60%.

הפתרון הטכנולוגי שעליו התבססו החוקרים הבריטים היה פאנל סולארי שפיתחה NASA במסגרת תכנית, SBSP – space-based solar power. פאנלים הללו הם למעשה מראות קעורות שקולטות את קרני השמש בחלל ומפנות אותן לתחנות קרקע שקולטות אותן וממירות אותן לחשמל. המודל בחן את צריכת האנרגיה של 33 מדינות באירופה ושייכלל בחישוב את הצרכים העתידיים שלהו יחד עם הרזרבות האנרגטיות שהן יצטרכו. היתרון של הפקת החשמל בחלל טמון ברציפות והיעילות שלו. קליטת הקרניים בחלל, הפיכתן לאנרגיה והזרמה שלהן לתחנות קרקע, תלויה פחות במזג אוויר, טוענים החוקרים ויחד עם זאת הם מעירים כי לא נלקחו בחשבון מרכיבים של צפיפות בחלל וכן הפרעות אפשריות אחרות בעוצמת ההקרנה. "אנרגיות מתחדשות הן חובה לא רשות", אומר ד"ר וואי הי, אחד החוקרים מהפקולטה להנדסה ב King’s College, "כמובן שיש כאן סיכונים והרבה סימני שאלה, כמו איך מגיעים לעלות כדאית של ייצור, שילוח והפעלה של הפאנלים הללו, או איך נמנעים מפגיעה של פסולת חלל. וגם אחרי שלקחנו את זה בחשבון צריך להביט על הפקת חשמל בחלל כפוטנציאל כלכלי וסביבתי".

יפן נמצאת בשלבי מחקר ופיתוח מתקדמים מאד של פאנל סולארי להפקת חשמל בחלל. התכנון שלה הוא לשגר לחלל לוויינים, שבכל אחד מהם יהיו פאנלים סולאריים בשטח של 2 ק"מ מרובע. הלווין עצמו ימיר את האנרגיה הסולארית לחשמל, וישדר אותה במיקרו גל לתחנה קרקעית. על פי המחקר היפני, הניצולת של הפאנלים הסולאריים תגיע ל 90%, נתון שפאנלים שמוצבים כיום על כדור הארץ מתקשים להגיע אליה, בשל שעות חושך ארוכות, עננות או לכלוך שמצטבר על הלוחות. יכולת ייצור החשמל בפאנלים בחלל תהיה גדולה יותר פי 10 מלוחות סולאריים על כדור הארץ. ההערכה היא כל לווין כזה ייצר מיליון קילוואט חשמל, תפוקה שמשולה לתפוקה של כור גרעיני.

בתכנון היפני הזרקת האנרגיה לכדור הארץ תעשה על ידי מיקרוגל, שיוכל לחדור בקלות שכבת עננות ועדיין יישאר עוצמתי. התוכנית כוללת בנייה של כמה תחנות קליטה על הקרקע, כך שניתן להסיט את קרן האנרגיה ביניהן, אם אחת מהן תהיה תחת עננות כבדה או לא תוכל לקלוט את האנרגיה באופן אופטימלי. מי שמוביל את המחקר והפיתוח של המערכת הזו היא אוניברסיטת קיוטו, שכבר בתחילת שנות ה 90 ביצעה ניסוי בחלל שבו טיל העביר אנרגיה לטיל אחר. בניסוי המשך פותחה אנטנה מיוחדת שאמורה למקד את הקרן האנרגטית ובכך להביא לניצולת גבוהה יותר שלה. הלווין הראשון של הניסוי אמור להיות במשקל של 180 ק"ג והוא יוצב בגובה של 400 ק"מ עם פאנל סולארי בשטח של 2 מ' רבוע. עוצמת הקרן שהלוויין היפני אמור להעביר בשלב הניסוי תעמוד על 1 קילוואט.

תמונה: מערכת הלייזר להעברת אנרגיה באוויר צילום: Overview Energy

פתרון טכנולוגי נוסף המבוסס גם הוא על רעיון של קצירת אנרגיה בחלל והעברתה לכדור הארץ, הוא שימוש בקרני לייזר. עקרונית מדובר באותה טכנולוגיה של שימוש בפאנל סולארי בחלל, כאשר השוני הוא שבמקום קרן מיקרוגל ארוכה שתעביר את האנרגיה לכדור הארץ ייעשה שימוש בקרן לייזר. DARPA, מנהל המחקר והפיתוח של משרד ההגנה האמריקאי, ערך בחודש מאי 2025, ניסוי ראשון בהעברת אנרגיה דרך לייזר, כאשר העביר עוצמה של כ 800 וואט למרחק של 8.6 ק"מ. Overview Energy, חברת סטארט אפ אמריקאית שמתכננת גם היא לקצור אנרגיה סולארית בחלל, ערכה בחודש נובמבר האחרון ניסוי ראשון של העברת אנרגיה מהאוויר לקרקע, תוך כדי תנועה. בניסוי הוצב מחולל אנרגטי על מטוס קל שטס בגובה של 5 ק"מ, והוא שידר בעזרת אנרגיה דרך קרן לייזר אנרגיה לתחנת קרקע. Overview Energy מתכננת לשלב את הפיתוח שלה על לוויינים שיוצבו בגובה של 35,000 ק"מ, ובכך יחשפו תמידית לאור השמש ויעבירו אנרגיה לכדור הארץ 24/7. חידוש נוסף של Overview Energy הוא התשתית הקולטת. בשונה מהעברת אנרגיה במיקרוגל שמצריכה שדות קליטה גדולים יחסית, השימוש בלייזר "רוכב" על התשתית הקיימת, מה שאמור לחסוך כסף למפעילות. מעבר לכך, לטענת החברה שדות הפאנלים הסולאריים על כדור הארץ יעברו לעבודה רציפה ולא רק בשעות היום, בלילה הם יקלטו את האנרגיה מהחלל וביום יעבדו כרגיל.