Japonya, Amerikalı mühendislerin benzer bir başarısından iki yıl sonra, 2025 yılında uzaydan Dünya’ya güneş enerjisi ışınlama planlarını duyurdu. Bu gelişme, fosil yakıtlardan uzaklaşmaya yardımcı olabilecek potansiyel bir uzay tabanlı güneş enerjisi santraline doğru atılmış bir adımdır.
Bu haftaki Uluslararası Uzay Enerjisi Konferansı’nda, Japonya Uzay Sistemleri Araştırma Enstitüsü danışmanı Koichi Ijichi, Japonya’nın alçak Dünya yörüngesinden Dünya’ya kablosuz olarak güç iletecek yörüngede minyatür bir uzay tabanlı güneş enerjisi santrali inşa etme planını sundu.
Ijichi, “Yaklaşık 180 kilogram ağırlığında, 400 kilometre yükseklikten yaklaşık 1 kilovatlık güç iletecek küçük bir uydu olacak” dedi.
Bir kilowatt, küçük bulaşık makinesi gibi bir ev aletini, büyüklüğüne bağlı olarak bir saat boyunca çalıştırmak için gereken enerji miktarıdır. Bu, ticari kullanım için gereken ölçekten önemli ölçüde daha azdır. Ek olarak, uydu yalnızca birkaç dakika boyunca güç iletebilecek ve daha sonra yeniden şarj edilmesi birkaç güne ihtiyaç duyacaktır.
Uzay aracı, pilini şarj etmek için 2 metrekarelik yerleşik bir fotovoltaik panel kullanacak. Biriken enerji daha sonra mikrodalgalara dönüştürülecek ve Dünya’daki alıcı antene gönderilecek. Uzay aracı yaklaşık 28.000 km/saat hızla gittiğinden, yeterli enerjinin iletilmesini sağlamak için anten elemanlarının yaklaşık 40 kilometre, 5 kilometre aralıklarla yerleştirilmesi gerekir.
OHISAMA (Japonca “güneş” anlamına gelir) adlı projenin bir parçası olan misyon, 2025 yılında fırlatılmaya hazırlanıyor. Araştırmacılar, güneş enerjisinin sabit bir kaynaktan yere kablosuz olarak iletildiğini zaten gösterdiler ve Aralık ayında bir uçaktan iletim gerçekleştirmeyi planlıyorlar. Ijichi’ye göre uçak, uzay aracına kurulacak ve 5 ila 7 kilometre mesafeye enerji iletecek aynı fotovoltaik panelle donatılacak.
İlk kez 1968’de eski Apollo mühendisi Peter Glaser tarafından açıklanan uzayda güneş enerjisi üretme fikri uzun zamandır bilim kurgu olarak görülüyordu. Teorik olarak mümkün olmasına rağmen, bu teknolojinin pratik olmadığı ve çok pahalı olduğu düşünülüyordu çünkü gerekli güç çıkışını üretmek için devasa yapıların yörüngede monte edilmesi gerekiyordu. Ancak konferansta konuşan uzmanlara göre, teknolojik ilerlemeler ve iklim değişikliğini önlemek için dünyanın enerji arzını karbondan arındırmanın aciliyeti sonucunda durum değişti.
Güneş ve rüzgar enerjisi de dahil olmak üzere Dünya’da kullanılan çoğu yenilenebilir enerji teknolojisinin aksine, uzay tabanlı güneş enerjisi hava koşullarından veya günün saatinden etkilenmediği için her zaman mevcut olabilir. Şu anda rüzgarın esmesinin durması veya güneş batmasının ardından talebi karşılamak için nükleer veya gaz ve kömür yakıtlı santraller kullanılıyor. Geliştirilmiş teknoloji gelecekte bu sorunun bir kısmının çözülmesine yardımcı olabilir. Ancak, uluslararası iklim değişikliği anlaşmalarında öngörüldüğü gibi, bu yüzyılın ortasına kadar güvenli, sıfır karbonlu bir enerji arzına ulaşmanın önünde hala zorluklar var.
Konferansta uzmanlar, robotik teknolojisindeki ilerlemelerin, kablosuz güç iletimindeki verimliliğin artmasının ve SpaceX’in Starship roketinin ortaya çıkmasının, uzay tabanlı güneş enerjisini gerçeğe dönüştürebileceğini söyledi.
2022 yılında, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü liderliğindeki Uzay Güneş Enerjisi Gösterici misyonu, güneş enerjisinin uzaydan transferini başarıyla gösterdi. Bu başarı, uzay güneş enerjisi alanında önemli bir ilerlemeye işaret ediyordu.
Şu anda bir dizi benzer tanıtım projesi geliştirilmektedir. Avrupa Uzay Ajansı (ESA), Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA) ve ABD Hava Kuvvetleri gibi uzay ajansları ve araştırma enstitüleri bu teknolojiyi araştırıyor. Ticari şirketler ve yeni kurulan şirketler de Starship’in yeteneklerine ve uzay robotiğindeki ilerlemelere dayalı konseptler geliştiriyor.
Ancak uzay güneş enerjisinin potansiyeli tartışmalıdır. Ocak ayında NASA, bu teknolojinin fizibilitesine ilişkin şüpheleri dile getiren bir rapor yayınladı. Rapor, yörüngesel enerji santrallerinin inşası, başlatılması ve montajıyla ilgili karmaşıklığı ve yüksek enerji maliyetlerini vurguluyor. NASA, bu şekilde üretilen elektriğin maliyetinin kilovat saat başına 61 sent olacağını tahmin ediyor; bu, Dünya’daki güneş veya rüzgar enerjisinin maliyetinden (kilowatt saat başına 5 sent) önemli ölçüde daha yüksek.
Ek olarak, elektrik üretiminin genel karbon ayak izi ve düzenekleri yörüngeye fırlatan fırlatma araçlarının ürettiği sera gazı emisyonları, bu elektriği yer tabanlı teknolojilere göre daha az iklim dostu hale getiriyor. Örneğin, Birleşik Krallık şirketi Space Solar tarafından önerilen CASSIOPeiA konsepti gibi bir gigawatt’lık uzay güneş enerjisi santrali, bileşenleri uzaya ulaştırmak için 68 Starship fırlatmasını gerektirecektir.