Europa está considerando seriamente um grande investimento em energia solar espacial

Tal iniciativa exigiria um aumento de 200 vezes sobre a capacidade atual de transporte espacial.

A energia solar baseada no espaço envolve a coleta de luz solar da órbita da Terra e, em seguida, transmiti-la para a superfície da Terra.

A Europa está considerando seriamente o desenvolvimento de energia solar baseada no espaço para aumentar sua independência energética e reduzir as emissões de gases de efeito estufa, disse o líder da Agência Espacial Européia ESA nesta semana.

"Caberá à Europa, ESA e seus Estados-Membros empurrar o envelope da tecnologia para resolver um dos problemas mais prementes para as pessoas na Terra desta geração", disse Josef Aschbacher, diretor geral da agência espacial, uma organização intergovernamental. de 22 Estados membros.

Anteriormente, a agência espacial encomendou estudos de grupos de consultoria baseados no Reino Unido e na Alemanha para avaliar os custos e benefícios do desenvolvimento de energia solar baseada no espaço. A ESA publicou esses estudos esta semana para fornecer informações técnicas e programáticas aos formuladores de políticas na Europa.

Aschbacher tem trabalhado para construir apoio na Europa para a energia solar do espaço como chave para a descarbonização da energia e apresentará seu Programa Solaris ao Conselho da ESA em novembro. Este conselho define prioridades e financiamento para a ESA. De acordo com os planos de Aschbacher, o desenvolvimento do sistema de energia solar começaria em 2025.

Em conceito, a energia solar baseada no espaço é bastante simples. Satélites que orbitam bem acima da atmosfera da Terra coletam energia solar e a convertem em corrente; essa energia é então irradiada de volta à Terra por meio de micro-ondas, onde é captada por células fotovoltaicas ou antenas e convertida em eletricidade para uso residencial ou industrial. Os principais benefícios de coletar energia solar do espaço, e não do solo, é que não há noite ou nuvens para interferir na coleta; e a incidência solar é muito maior do que nas latitudes continente europeu.

Os planos

Os dois relatórios de consultoria discutem o desenvolvimento das tecnologias e o financiamento necessário para começar a colocar online um sistema de energia baseado no espaço. A Europa atualmente consome cerca de 3.000 TWh de eletricidade anualmente, e os relatórios descrevem instalações enormes em órbita geoestacionária que poderiam atender cerca de um quarto a um terço dessa demanda. O desenvolvimento e implantação desses sistemas custaria centenas de bilhões de euros.

Porquê tanto? Porque instalar a energia solar baseada no espaço exigiria uma constelação de dezenas de enormes satélites coletores de luz solar localizados a 36.000 km da Terra. Cada um desses satélites teria uma massa 10 vezes maior, ou mais, que a da Estação Espacial Internacional, que é de 450 toneladas e precisou de mais de uma década para ser montada em órbita baixa da Terra. O lançamento dos componentes desses satélites exigiria, em última análise, centenas ou, mais provavelmente, milhares de lançamentos de foguetes de carga pesada.

O relatório da empresa britânica Frazer-Nash inclui até uma fotografia do foguete Falcon Heavy da SpaceX e um esquema de seu veículo Starship. Os relatórios também observam que o início de um programa de energia solar baseado no espaço poderia estimular o desenvolvimento de um foguete superpesado totalmente reutilizável na Europa para esse fim. A linha inferior é que as demandas de lançamento seriam enormes.

“Usando a capacidade projetada de transporte espacial de curto prazo, como o Starship da SpaceX, e as atuais restrições de lançamento, a entrega de um satélite em órbita levaria entre 4 e 6 anos”, afirma o relatório Frazer-Nash. "Fornecer o número de satélites para satisfazer a contribuição máxima que o SBSP poderia dar ao mix de energia em 2050 exigiria um aumento de 200 vezes em relação à capacidade atual de transporte espacial".

As desvantagens

Embora o conceito de energia solar baseada no espaço seja atraente, não faltam críticas. Entre os críticos está Elon Musk, de quem se espera que seja a favor de uma tecnologia baseada no espaço e que forneça energia solar. Mas ele, de forma bastante infame, desdenhou totalmente a tecnologia.

"É a coisa mais estúpida de todos os tempos", disse ele, há vários anos. "Se alguém gostaria de energia solar espacial, deveria ser eu. Eu tenho uma empresa de foguetes e uma empresa de energia solar. Eu deveria estar realmente nisso. Mas é super óbvio que não vai funcionar. Tem que ser melhor do que ter painéis solares na Terra. Com um painel solar em órbita, você obtém o dobro da energia solar, mas precisa fazer uma dupla conversão: fóton para elétron para fóton, de volta para elétron. Qual é a sua eficiência de conversão? vai ter muita dificuldade mesmo para chegar a 50 por cento. Então coloque essa célula solar na Terra."

E ele não está sozinho. Em uma análise online, o físico Casey Handmer delineou quatro áreas nas quais os custos tornarão a energia solar baseada no espaço proibitivamente cara: perdas de transmissão, perdas térmicas, custos de logística e uma penalidade de tecnologia espacial. Pela estimativa de Handmer, a energia solar baseada no espaço é pelo menos "três ordens de magnitude" mais cara do que as fontes de energia terrestres.

"Posso relaxar as suposições o dia todo", escreveu Handmer. "Posso garantir 100 por cento de eficiência de transmissão, custos de lançamento orbital de US$ 10/kg, paridade completa de custos de desenvolvimento e aquisição. Mesmo assim, a energia solar baseada no espaço ainda não será capaz de competir. Eu posso conceder uma economia espacial comunista de luxo totalmente automatizada com robôs auto-replicantes processando asteróides em painéis solares, e mesmo assim as pessoas ainda preferirão ter painéis solares em seus telhados."

Os relatórios encomendados pela Agência Espacial Européia fazem pouco para dissipar a principal preocupação dos críticos da energia solar baseada no espaço: que ela não pode competir financeiramente com fontes de energia terrestre, incluindo painéis solares terrestres. A Europa pode estar em uma latitude mais alta do que a ideal para a energia solar, e suas massas de terra são frequentemente obscurecidas. Mas, mesmo assim, obter energia do espaço exigirá subsídios maciços dos governos europeus para alcançar uma paridade de custos com a energia terrestre.

Talvez a guerra na Ucrânia e a escassez de gás natural russo sejam suficientes para impulsionar este projeto. Seria bom ver uma grande agência espacial dar uma chance a uma tecnologia que tem sido discutida como ficção científica por literalmente décadas. Mas os obstáculos são altos e a linha do tempo, longa.

De alguma forma, em algum futuro distante, a Terra provavelmente obterá seu poder do espaço. Mas isso será neste século ou daqui a 200 anos? Não há dúvida de que a energia solar baseada no espaço seria, de longe, o projeto mais abrangente e ambicioso já realizado pela Agência Espacial Européia. De fato, provavelmente seria o programa Apollo do século 21.

Fonte: ArsTechnica / Eric Berger