Demonstrasi baru-baru ini telah membuktikan kelayakan rencana Badan Antariksa Eropa (ESA) untuk mengirimkan daya ke Bumi dari luar angkasa, memberi badan astro beberapa amunisi tambahan saat bersiap untuk meminta lebih banyak uang kepada badan pengaturnya untuk mendanai penelitian energi matahari.
Prakarsa tenaga surya berbasis ruang angkasa (SBSP) ESA membuat program persiapan yang disebut SOLARIS untuk diuji pancaran tenaga surya dari satelit ke Bumi melalui gelombang mikro. SOLARIS adalah upaya agensi untuk menyelidiki teknologi apa yang dibutuhkan untuk mewujudkan ide tersebut, dan kelayakan untuk menggunakannya.
ESA menghabiskan tahun 2022 mengerjakan berbagai aspek SURYAtermasuk menerbitkan sepasang analisis biaya/manfaat dan mengadakan hari industri dengan presentasi dari badan antariksa dan mitra komersialnya, termasuk Airbus.
ESA menemukan SBSP layak sebagai sumber daya pelengkap energi terbarukan terestrial. Dan pada bulan September, Airbus mendemonstrasikan bahwa itu bisa menggunakan gelombang mikro untuk mengirimkan daya pada jarak 36 meter (118 kaki), yang digunakan untuk menerangi miniatur kota. Ini bukan Alderaan, tapi ini awal.
Demonstrasi Airbus mungkin persis apa yang dibutuhkan untuk memberi timbangan yang mendukung lebih banyak uang untuk SBSP, jika para menteri belum yakin.
“Sekarang setelah kami berhasil menguji batu bata kunci dari sistem tenaga surya berbasis ruang angkasa di masa depan dalam skala kecil untuk pertama kalinya, kami siap membawa Power Beaming ke tingkat berikutnya”, kata pemimpin proyek penelitian Airbus Yoann Thueux.
Sementara hasil tersebut menggembirakan, SOLARIS tidak dapat berbuat lebih banyak tanpa lebih banyak dana dari Dewan Menteri ESA, yang akan segera pertemuan tahunan di mana ia mendengar permintaan uang tunai.
Menggunakan panel surya orbit untuk memancarkan energi ke Bumi menggunakan gelombang mikro bukanlah konsep baru, baik dalam fiksi maupun kenyataan. NASA telah mengeksplorasi gagasan tersebut, seperti halnya badan antariksa Jepang, Angkatan Laut AS, Inisiatif Energi Luar Angkasa Inggris, universitas, dan perusahaan swasta.
Sejauh ini, China tampaknya memimpin dunia dalam SBSP, setelah menguji kemampuan penerima berbasis darat menggunakan balon yang melayang di ketinggian hingga 300 meter, dan merencanakan uji ketinggian yang lebih tinggi.
Fantasi berbasis luar angkasa, atau sesuatu yang lebih?
Ada banyak alasan mengapa SBSP menarik: Ini dapat membantu dunia mencapai target nol bersih, mampu mengalirkan daya 24 jam sehari, menangkap energi matahari jauh lebih efisien karena berada di ketinggian yang jauh lebih tinggi, dan dapat meminimalkan jumlahnya ruang yang dibutuhkan untuk memanen energi dibandingkan dengan susunan surya terestrial standar.
Tetapi ESA mengakui satelit tenaga surya berbasis ruang angkasa saat ini tidak layak. Studi ESA sebelumnya dan upaya serupa dari lembaga lain “tidak menemukan penghenti teknis utama tetapi tantangan yang menghalangi untuk membuat konsep tersebut layak secara ekonomi karena biaya peluncuran yang tinggi dan tantangan teknik.”
Ambil satelit pengumpul surya, misalnya. Untuk membuatnya cukup efisien agar sepadan dengan kerumitannya, satu satelit harus berada di suatu tempat di sekitar satu kilometer atau lebih. Itu akan terlihat di langit seperti bulan kecil – terlalu besar untuk menjadi stasiun luar angkasa. Itu akan memberi satelit kemampuan untuk memancarkan daya sekitar 2GW ke Bumi – jumlah yang sama yang dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga nuklir terestrial.
Tapi dapatkan ini: Untuk mendapatkan daya sebesar itu, penerima di tanah mungkin harus melakukannya sepuluh kali ukuran itu. Sebagai perbandingan, taman surya Pavagada 2GW di India menempati sekitar 53 kilometer persegi.
Namun, tidak seperti susunan panel surya terestrial, penerima gelombang mikro SBSP akan memungkinkan cahaya dan air hujan untuk melewatinya. Itu berarti tanah di bawahnya masih berpotensi tersedia untuk pertanian.
Mengesampingkan kekhawatiran berbasis darat, kecil kemungkinan satelit semacam itu dapat dibangun secara praktis dengan teknologi saat ini. Memperhatikan bahwa dibutuhkan lusinan peluncuran untuk membangun Stasiun Luar Angkasa Internasional, ESA mengatakan bahwa “kemungkinan akan membutuhkan lebih banyak peluncuran untuk merakit satelit tenaga surya yang beratnya mencapai ribuan ton.”
Daripada melihat itu sebagai tanda bahwa SBSP adalah pemborosan dana penelitian, ESA mengatakan bahwa penelitian yang diperlukan akan menjadi keuntungan bagi industri luar angkasa yang lebih besar.
“Fotovoltaik dan efisiensi konversi daya, manufaktur di orbit, perakitan, dan servis, serta pengembangan antena yang dapat digunakan” semuanya akan menjadi efek samping pengembangan, kata ESA.
Bagi mereka yang khawatir upaya ini dapat menghasilkan laser luar angkasa yang memicu api, ternyata tidak. Gelombang mikro, catatan ESA, beroperasi pada frekuensi non-pengion yang tidak akan menyebabkan kerusakan sel. Selain itu, model gelombang mikro yang dirancang untuk penggunaan SBSP memiliki kerapatan daya maksimum sekitar 250 watt per meter persegi di tengah pancaran, sementara seseorang yang berdiri di dekat ekuator Bumi pada tengah hari akan diledakkan empat kali lipat.
Namun, itu hanya satu hal lagi yang dikatakan ESA akan menjadi bagian dari banyak pertimbangan dan “tes lebih lanjut” yang diperlukan untuk membawa badan tersebut ke titik di mana mereka melihat SBSP sebagai sesuatu yang dapat berkontribusi secara berarti pada tujuan energi bersih Eropa. “Hanya jika, dan ketika, kesimpulan ini tercapai barulah sebuah proposal berpotensi dibuat untuk maju ke proyek pengembangan SBSP,” kata ESA.
Dengan kata lain, jangan mulai melihat ke langit untuk mencari kemungkinan munculnya kawanan Dyson yang mengorbit Bumi dulu. ®