ऊर्जा
अंतरिक्ष-आधारित ऊर्जा समाधान अनंत स्वच्छ ऊर्जा के लिए
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नवीकरणीय ऊर्जा को और आगे बढ़ाना
ऊर्जा प्रणालियों को डीकार्बनाइज़ और इलेक्ट्रिफ़ाई करने की धक्का वर्तमान में नवीकरणीय स्रोतों, विशेष रूप से पवन और सौर ऊर्जा पर निर्भर है। भू‑तापीय ऊर्जा और परमाणु शक्ति भी मदद कर सकती हैं।
दुर्भाग्यवश, इन प्रत्येक समाधान में कुछ सीमाएँ हैं:
- भू‑तापीय अभी भी बड़े पैमाने पर उत्पादन के संदर्भ में काफी अप्रयुक्त है और असमान स्थानीय गर्मी संसाधनों पर निर्भर करता है।
- परमाणु ऊर्जा अप्रिय है, परमाणु कचरा उत्पन्न करती है, और बहुत अधिक प्रारंभिक पूंजी की आवश्यकता होती है। यह इसके अपनाने में बाधा बनता है, भले ही इनमें से अधिकांश समस्याओं को 4थपीढ़ी के परमाणु शक्ति प्रणालियों द्वारा हल किया जा सकता है।
- नवीकरणीय ऊर्जा में अंतराल होता है, जिससे ग्रिड को हरे बनाने के लिए बड़े पैमाने पर बैटरियों और अन्य ऊर्जा भंडारण रूपों में निवेश करना पड़ता है।
सौर ऊर्जा की बात करें तो, अंतराल एक अपरिहार्य विशेषता लगती है, क्योंकि पृथ्वी आधे समय रात में रहती है। इस समस्या को बढ़ाने के लिए, बादल आवरण कुछ क्षेत्रों में हफ्तों या महीनों तक शक्ति उत्पादन को नाटकीय रूप से घटा सकता है, और यह धूल या बर्फ द्वारा उत्पन्न समस्याओं पर चर्चा करने से पहले ही है।
यदि रात और मौसम संबंधी समस्याओं से बचने के लिए हम अपनी सौर ऊर्जा आधार को अंतरिक्ष में रखें तो क्या होगा? यह कैसे काम करेगा? और क्या पृथ्वी की सभ्यताओं को अंतरिक्ष से शक्ति देने का कोई अन्य तरीका है?
अंतरिक्ष-आधारित सौर शक्ति
अंतरिक्ष-आधारित सौर का पहला मुख्य पहलू यह है कि शक्ति उपग्रह पृथ्वी की परिक्रमा करते हुए ऐसी कक्षा में रखे जा सकते हैं जो कभी भी पृथ्वी की छाया में नहीं आती, जिससे 24/7 उत्पादन संभव होता है। यह न केवल उत्पादन को दोगुना करता है, बल्कि जमीन-आधारित सौर ऊर्जा संयंत्रों की बैटरियों की आवश्यकता को भी समाप्त करता है।
सर्दियों में या बादलों के कारण उत्पादन में कमी न होने के साथ मिलकर, अंतरालयुक्त सौर शक्ति लगभग पूर्ण बेसलोड शक्ति में बदल जाती है।
एक अन्य कारक यह है कि वायुमंडल सूर्य के प्रकाश का बहुत हिस्सा बिना बादलों के भी अवशोषित कर लेता है। पृथ्वी का झुकाव और गोलाकार आकार भी विषुवत रेखा से दूर जमीन पर पड़ने वाले सूर्य के प्रकाश को कम करता है।
कक्षीय सौर पैनल इन सभी सीमाओं से मुक्त होते हैं। इन सभी कारकों के संयोजन से, कक्षा में स्थित सौर पैनल जमीन पर स्थित पैनल की तुलना में 40 गुना अधिक उत्पादन कर सकता है।
यह कैसे काम करता है?
हम पहले से जानते हैं कि अंतरिक्ष में सौर शक्ति कैसे उत्पन्न की जाती है, क्योंकि उच्च‑प्रदर्शन सौर पैनल पहले से लगभग सभी उपग्रहों और अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन को शक्ति प्रदान कर रहे हैं। सिद्धांत रूप में, हमें केवल कक्षा में इन सौर पैनलों की बड़ी मात्रा भेजनी होगी और ऊर्जा को पृथ्वी पर वापस भेजना होगा।
स्रोत: Solar.com
हैरान करने वाली बात यह है कि ऊर्जा को वापस भेजना उतना कठिन नहीं है जितना कल्पना की जा सकती है। अब तक का प्रमुख सिद्धांत माइक्रोवेव (2.45 GHz) का उपयोग करना है, जो बादलों द्वारा अवशोषित नहीं होते। माइक्रोवेव को फिर एक विशेष प्रकार के एंटीना जिसे रेक्टेना कहा जाता है, द्वारा अवशोषित कर बिजली में परिवर्तित किया जाता है।
वैकल्पिक रूप से, शक्ति को लेज़र के माध्यम से भी वापस भेजा जा सकता है।
स्रोत: ESA – European Space Agency
पृथ्वी की सतह पर बड़ी मात्रा में ऊर्जा को बीम करने की बात सुनने में थोड़ा चिंताजनक लग सकती है। यह अक्सर विज्ञान‑कथा के सुपरविलेन डैथ रे की छवि बनाता है। हालांकि, व्यवहार में, ऐसा बीम ऊर्जा‑समृद्ध होगा लेकिन सतह के लिए खतरा पैदा करने के लिए पर्याप्त रूप से शक्तिशाली नहीं होगा।
यह उल्लेखनीय है कि इस प्रणाली का एक लाभ यह है कि सौर पैनलों द्वारा उत्पन्न डीसी शक्ति को सीधे नीचे बीम करने के लिए उपयोग किया जा सकता है, जबकि एसी शक्ति केवल जमीन पर ग्रिड में बिजली डालने के लिए बनाई जाती है।
अब क्यों?
सौर लागत
कक्षीय सौर संयंत्रों से शक्ति उत्पादन एक पुराना विचार है। लेकिन अब ही यह दिखने लगा है कि यह व्यावहारिक हो सकता है।
पहला कारण सौर पैनलों की बढ़ती दक्षता और घटती लागत है, जो वही कारक हैं जिन्होंने इसे जमीन पर एक व्यावहारिक विकल्प बना दिया।
स्रोत: News Channel 3
तकनीक में आगे की प्रगति से रूपांतरण दक्षता में और वृद्धि हो सकती है। वर्तमान में, सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले जमीन के सौर पैनलों की दक्षता 20‑23% के बीच है। अंतरिक्ष में उपयोग होने वाले पैनलों की दक्षता अक्सर 30% तक होती है, क्योंकि अतिरिक्त लागत को कक्षा में कम वजन ले जाने से संतुलित किया जाता है, और आगे की वृद्धि की उम्मीद है।
“वर्तमान में अंतरिक्ष में उपयोग किए जाने वाले पैनल सूर्य के प्रकाश को बिजली में बदलने में लगभग 30% दक्षता प्राप्त करते हैं, और अगले 20 वर्षों में हम उम्मीद करते हैं कि वे 40% तक पहुंचेंगे”
Nicola Rossi, Enel Group में नवाचार प्रमुख
प्रक्षेपण लागत
दूसरी बड़ी समस्या कक्षा तक पहुंचने की घटती लागत है, जो मुख्यतः स्पेसएक्स की पुन: उपयोगी रॉकेटों की उपलब्धियों से प्रेरित है। यह लागत पहले ही 10 गुना घट चुकी है और स्टारशिप के लॉन्च और इतिहास के सबसे बड़े रॉकेट के बड़े पैमाने पर उत्पादन के साथ और भी सस्ती होने की उम्मीद है।
स्रोत: Ark Invest
जब प्रक्षेपण लागत £7,716 प्रति किलोग्राम थी, तो यह लगभग £154 प्रति वाट “स्थापना लागत” के बराबर थी, जबकि जमीन पर केवल £2‑1.5 था। लेकिन यदि प्रक्षेपण लागत पर्याप्त रूप से घटती है, तो यह आर्थिक दृष्टिकोण से अंतरिक्ष‑आधारित सौर को व्यावहारिक बनाता है। और एलन मस्क दीर्घकाल में केवल $100/किलोग्राम का लक्ष्य रख रहे हैं, बड़े स्टारशिप पेलोड की पूरी पुन: उपयोगिता के कारण।
अंतरिक्ष-आधारित सौर शक्ति की सीमाएँ
कीमत और प्रक्षेपण लागत
जैसा कि ऊपर बताया गया है, सौर‑आधारित शक्ति केवल तभी व्यावहारिक है जब प्रक्षेपण लागत में उल्लेखनीय कमी आए। जबकि यह हो रहा हो सकता है, यह स्पष्ट नहीं है कि कक्षा प्रक्षेपण लागत में फिर से 10 गुना कमी कितनी तेज़ी से हासिल की जा सकती है।
यह अंतरिक्ष‑आधारित सौर के अपनाने में काफी देरी कर सकता है, जहाँ अधिकांश बड़े प्रोटोटाइप प्रोजेक्ट (मेगावाट स्तर के निकट) सबसे बेहतर 2025‑2030 से पहले नहीं देखे जा रहे हैं। गिगावाट स्तर पर ऐसे सिस्टम को 1,000 गुना बड़े बनाने से पहले कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं होगा।
कक्षीय अव्यवस्था
एक और चिंता कक्षा में सौर पैनलों की वास्तविक टिकाऊपन है। अंतरिक्ष एक कठोर, उच्च विकिरण वाला वातावरण है, और पैनल समय के साथ क्षय करेंगे। माइक्रोवेव एंटीना जैसे इलेक्ट्रॉनिक घटकों के साथ भी यही संभव है।
इसके अतिरिक्त, कक्षीय अंतरिक्ष लगातार अधिक अव्यवस्थित हो रहा है। अंतरिक्ष मलबा एक गंभीर चिंता बन रहा है, और लो‑आर्थ ऑर्बिट (LEO) उपग्रहों के समूह हमारे ग्रह के चारों ओर वस्तुओं की संख्या को घातीय रूप से बढ़ा रहे हैं।
अंतरिक्ष‑आधारित सौर संयंत्रों का सतह क्षेत्र कई वर्ग किलोमीटर होगा, जिससे वे नियमित रूप से अंतरिक्ष मलबे से टकरा सकते हैं। पर्याप्त सतह और समय मिलने पर माइक्रोमेटियोराइट भी समस्या बन सकते हैं।
सबसे बुरे परिदृश्य में, एक बड़ा टकराव अधिक मलबा उत्पन्न करेगा, जो बदले में और अधिक मलबा उत्पन्न करेगा, एक विनाशकारी श्रृंखला बनाते हुए जो पृथ्वी के अधिकांश उपग्रहों को नष्ट कर देगी। यह एक घटना है जिसे केसलर सिंड्रोम कहा जाता है।
वर्तमान में, केसलर सिंड्रोम पर्याप्त हानिकारक होगा, टेलीकम्यूनिकेशन, अंतरिक्ष‑आधारित इमेजरी, विज्ञान, और प्रारंभिक चेतावनी परमाणु हथियार पहचान प्रणालियों को बर्बाद कर देगा।
लेकिन यदि पृथ्वी की बड़ी ऊर्जा कक्षीय सौर संयंत्रों द्वारा प्रदान की जाती है, तो ऐसा घटना और भी विनाशकारी होगी।
टिकाऊपन और रीसाइक्लिंग
यदि बहुत दूर की कक्षा में स्थित नहीं है, जो LEO से दूर है, तो उपग्रह की कक्षा काफी तेज़ी से घटती है। इसलिए सौर शक्ति संयंत्रों को उच्च कक्षाओं, जैसे भूस्थिर कक्षा (GEO) में ले जाना पड़ेगा, जिससे लागत बढ़ेगी क्योंकि उन्हें अधिक प्रक्षेपण क्षमता की आवश्यकता होगी।
यह उनके रीसाइक्लिंग को भी प्रश्नांकित करता है, क्योंकि ये सौर पैनल बहुत सारे कीमती और गैर‑नवीकरणीय संसाधनों, जैसे चांदी, का उपभोग करेंगे।
इसलिए, दीर्घकाल में, किसी भी बड़े पैमाने के सौर शक्ति बुनियादी ढांचे को पैनलों को रीसाइक्लिंग करने में निपुण होना पड़ेगा, बजाय उन्हें कक्षा में रखकर या पृथ्वी पर गिराकर नष्ट करने के।
(SPCX )अंत में, सामग्री को कक्षा में भेजना बहुत ऊर्जा‑गहन है। इसलिए, केवल उच्च‑दक्षता वाले रॉकेट ही इस प्रक्रिया को व्यावहारिक बना पाएंगे, जिससे कक्षीय सौर पैनलों को न केवल निर्माण में उपयोग की गई ऊर्जा बल्कि उन्हें कक्षा में भेजने की ऊर्जा भी ‘वापस’ मिल सके।
ऊर्जा हानि
जैसा कि हमने कहा, अंतरिक्ष में सौर पैनल जमीन की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा प्राप्त करते हैं। हालांकि, उन्हें ग्रिड को शक्ति देने से पहले जमीन‑आधारित प्रणालियों की तुलना में कई अतिरिक्त चरणों से गुजरना पड़ता है:
- जमीन‑आधारित: सूर्य प्रकाश एकत्र करना → डीसी को एसी में बदलना → ग्रिड में शक्ति भेजना।
- अंतरिक्ष‑आधारित: सूर्य प्रकाश एकत्र करना → माइक्रोवेव में बदलना → माइक्रोवेव को फिर बिजली में बदलना → डीसी को एसी में बदलना → ग्रिड में शक्ति भेजना।
माइक्रोवेव को नीचे बीम करने वाले कई अतिरिक्त चरण बड़ी ऊर्जा हानि का कारण बनते हैं, जिससे अधिकतम 30‑40% सूर्य प्रकाश → शक्ति रूपांतरण दक्षता में और कमी आती है।
“हमारे प्रदर्शन में उपयोग की गई प्रणाली की अंत‑से‑अंत दक्षता लगभग 5% थी। यह कुछ ऐसा नहीं है जो संचालन के लिहाज़ से व्यावहारिक हो, भले ही सूर्य प्रकाश मुफ्त हो। एक अंतरिक्ष‑आधारित सौर संयंत्र को सार्थक बनाने के लिए, दक्षता कम से कम 20% के आसपास होनी चाहिए।”
Jean-Dominique Coste – Airbus Blue Sky में वरिष्ठ प्रबंधक
स्थिर कक्षाएँ और सौर पवन
अंतिम प्रश्न यह है कि सौर संयंत्रों की कक्षीय मार्ग को कैसे प्रबंधित किया जाए।
सौर पैनल को अधिकतम सूर्य प्रकाश प्राप्त करने के लिए लगातार अपनी स्थिति समायोजित करनी होगी। माइक्रोवेव बीम को भी लगातार पुनः दिशा देना होगा ताकि वह पृथ्वी की सतह के सही क्षेत्र पर पहुँच सके।
उनके हल्के वजन और अधिकतम सूर्य प्रकाश के कारण, सौर पैनलों को सूर्य पंखों और प्रकाश द्वारा धकेला जाएगा। वास्तव में, प्रकाश का यह दबाव अंतरिक्ष यानों को propel करने के लिए सौर पाल बनाने के विचार में उपयोग किया गया है।
एक स्थिर रहने वाले कक्षीय सौर शक्ति संयंत्र के संदर्भ में, यह समस्या बन सकती है।
अंतरिक्ष फोटोवोल्टाइक के समग्र संभावनाएँ
अंतरिक्ष‑आधारित सौर शक्ति का भविष्य काफी हद तक अंतरिक्ष उद्योग के समग्र विकास पर निर्भर करेगा। इसके घटित होने के लिए कुछ प्रमुख कारकों को एक साथ जुड़ना होगा:
- उद्योग की वृद्धि स्केल और नवाचार को सक्षम करती है जिससे प्रक्षेपण लागत आवश्यक स्तर तक घटे।
- कक्षा या सिस्लूनर औद्योगिक अर्थव्यवस्था का विकास, कम से कम शक्ति उपग्रहों के रखरखाव और रीसाइक्लिंग के लिए।
- अंतरिक्ष मलबे का उचित प्रबंधन और कक्षा को एक तटस्थ एवं शांतिपूर्ण क्षेत्र बनाना।
फोटोवोल्टाइक अंतरिक्ष सौर का विकल्प
संकेन्द्रित सौर और कक्षीय दर्पण
प्रकाश → शक्ति → माइक्रोवेव → पुनः शक्ति प्रणाली में वापस यह क्रम स्वाभाविक रूप से बड़ी हानियों का कारण बनता है, जो अंतरिक्ष में होने के कारण उच्च सौर उत्पादन को आंशिक रूप से संतुलित करता है।
यह इस अवधारणा की मुख्य आलोचना है, यहाँ तक कि 2012 में एलन मस्क के अलावा किसी ने नहीं अपनाया था
“मैं आपको अपने एक पसंदीदा विचार के बारे में बताता हूँ: अंतरिक्ष सौर शक्ति। ठीक है, यह अब तक का सबसे मूर्खतापूर्ण विचार है।
और यदि कोई भी सोचता है, या अंतरिक्ष सौर शक्ति को पसंद करता है, तो वह मैं ही होना चाहिए। मेरे पास एक रॉकेट कंपनी और एक सौर कंपनी है। मुझे इस पर वास्तव में काम करना चाहिए, आप जानते हैं।”
बिल्कुल, 2012 के बाद से बहुत कुछ बदल गया है। सौर पैनल की कीमतें और प्रक्षेपण लागत गिर गई हैं। और नवीकरणीय बेसलोड शक्ति उत्पादन की आवश्यकता बहुत अधिक है।
फिर भी, एक विकल्प हो सकता है: फोटोवोल्टाइक पैनलों से पकड़ने के बजाय सीधे सूर्य प्रकाश को प्रतिबिंबित करना। इसे एक विशाल दर्पण को कक्षा में रखकर हासिल किया जा सकता है।
इस विधि का एक लाभ यह है कि हम अल्युमिनियम फॉयल का उपयोग करके अंतरिक्ष में अल्ट्रालाइट और अल्ट्रा‑थिन दर्पण बनाना जानते हैं। क्योंकि सामग्री को केवल प्रतिबिंबित होना आवश्यक है, बिना इलेक्ट्रॉनिक्स के, यह प्रति वर्ग मीटर फोटोवोल्टाइक सेल की तुलना में बहुत सस्ता और हल्का हो सकता है।
यह विचार विशेष रूप से Ben Nowack, Reflect Orbital के संस्थापक, ग्लासगो विश्वविद्यालय के SOLSPACE (यूरोपीय रिसर्च काउंसिल से €2.5M अनुदान के साथ), और ऊर्जा दिग्गज Engie की Laborelec द्वारा समर्थित है।
इस विचार का उद्देश्य रात के समय जमीन‑आधारित सौर फार्मों को सूर्य प्रकाश बीम करके शक्ति देना है। इसलिए, व्यापार मॉडल होगा कि जमीन के सौर उपयोगिताओं को “सूर्य प्रकाश बेचा” जाए।
ऐसी प्रणाली बादल आवरण से नहीं गुजर पाएगी, लेकिन शुष्क या रेगिस्तानी क्षेत्रों में स्थापित सौर फार्मों के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प हो सकती है।
संभावित रूप से, यह अवधारणा “क्लासिक” अंतरिक्ष‑आधारित फोटोवोल्टाइक संयंत्रों को भी बढ़ा सकती है, सस्ते में उनकी कुल प्राप्त ऊर्जा को बढ़ाकर, इससे पहले कि वह पृथ्वी पर बीम किया जाए।
2018 में, चीन ने ऐसी दर्पण प्रणाली का उपयोग करके रात के समय स्ट्रीट लाइट को 2022 तक बदलने की योजना की घोषणा की। जबकि यह नहीं हुआ, यह अंतरिक्ष‑आधारित “सौर” को रात में ऊर्जा खपत को कम करने का एक रचनात्मक तरीका हो सकता है जब नवीकरणीय ऊर्जा कम उत्पादन करती है।
अंतरिक्ष कारखाने
जैसा कि ऊपर बताया गया है, अंतरिक्ष‑आधारित सौर शक्ति की मुख्य लागत सामग्री को कक्षा में भेजने की समस्या है। इसका समाधान यह होगा कि सौर पैनल (या दर्पण) को सीधे अंतरिक्ष में, मौजूदा संसाधनों का उपयोग करके निर्मित किया जाए।
यह विधि कक्षीय सौर शक्ति संयंत्र को उठाने की लागत को पूरी तरह से समीकरण से हटा देगी। इसके बजाय, यह केवल वह उपकरण भेजने की लागत से बदल देगी जो अंतरिक्ष‑आधारित सौर पैनल (या दर्पण) कारखाना बनाने के लिए आवश्यक है।
ऐसा करने का एक तरीका है उपयुक्त संसाधनों वाले क्षुद्रग्रहों को पकड़ना, उनका खनन करना, और सीधे कक्षा में शक्ति संयंत्र का उत्पादन करना।
सैद्धांतिक रूप से यह सही है, लेकिन यह अभी भी बहुत अटकलपूर्ण है, क्योंकि अभी तक किसी भी प्रकार का क्षुद्रग्रह खनन सफल नहीं हुआ है।
चंद्र बेस
भले ही सौर संयंत्र अंतरिक्ष में निर्मित हों, अंतरिक्ष मलबे के कारण सौर पवन प्रभाव और रीसाइक्लिंग की समस्याएँ बनी रहेंगी।
एक विकल्प यह होगा कि सौर स्टेशन को चंद्रमा पर स्थापित किया जाए। ऊर्जा को चंद्रमा पर निर्मित विशाल सौर फार्मों द्वारा एकत्र किया जाएगा और फिर सीधे या परोक्ष रूप से पृथ्वी पर बीम किया जाएगा। चंद्रमा से माइक्रोवेव बीम को दर्पणों द्वारा पुनः दिशा दी जा सकती है, क्योंकि धातु माइक्रोवेव को प्रतिबिंबित करती है।
स्रोत: Arizona State University
- गुरुत्वाकर्षण: पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण का 1/6 होने के कारण, चंद्रमा पृथ्वी के निर्माण प्रक्रिया को अंतरिक्ष में अनुकूल बनाने के लिए अधिक अनुकूल हो सकता है।
- सौर के लिए उत्तम: बिना वायुमंडल के, चंद्रमा की सतह कभी भी हवा, बादल, धुंध, बर्फ, धूल तूफान, ओले आदि से प्रभावित नहीं होती। इसलिए ऊर्जा उत्पादन अत्यधिक विश्वसनीय और पूर्वानुमेय होगा।
- मानव रखरखाव: कक्षीय प्रणालियों को असेंबली, रखरखाव और रीसाइक्लिंग के लिए पूरी तरह रोबोटों पर निर्भर रहना पड़ेगा। इसके बजाय, USA और चीन+रूस द्वारा चंद्र बेस की आगामी योजनाएँ रोबोटों की कमी होने पर स्थानीय मानव शक्ति प्रदान करेंगी।
- संसाधन: चंद्रमा एक विशाल खगोलीय पिंड है, जिसमें संभवतः बहुत सारे संसाधन होंगे। यह इसे क्षुद्रग्रह खनन के अप्रमाणित विचार की तुलना में अंतरिक्ष कारखाने के लिए बेहतर उम्मीदवार बनाता है।
सिलिकॉन, एल्युमिनियम, और लोहे को चंद्र मिट्टी से रासायनिक रूप से निकाला जा सकता है सौर सेल बनाने के लिए। ट्रेस तत्वों को पृथ्वी से लाया जा सकता है सौर सेल को डोप करने के लिए।
यह अनुमान है कि पृथ्वी से चंद्रमा तक एक किलोग्राम सामग्री ले जाने से पृथ्वी पर एक सौर‑संचालित उपग्रह के एक किलोग्राम की तुलना में 200 गुना अधिक विद्युत ऊर्जा प्रदान होगी।
हालांकि, इस विचार में कुछ सीमाएँ हैं।
विशेष रूप से, चंद्रमा का 28‑दिन का दिन/रात चक्र है, जिससे इस अवधारणा को सतत उत्पादन के लिए चंद्रमा की पूरी सतह पर (या कक्षीय दर्पणों के साथ) कई शक्ति संयंत्रों की श्रृंखला पर निर्भर रहना पड़ेगा।
हीलियम‑3, फ्यूजन, और चंद्र शक्ति संयंत्र
भविष्य की ऊर्जा के बारे में चंद्रमा से जुड़ी एक और चर्चा इसका हीलियम‑3 जमा है। पृथ्वी पर यह अत्यंत दुर्लभ तत्व सैद्धांतिक रूप से एक अल्ट्रा‑कुशल परमाणु फ्यूजन रूप को शक्ति प्रदान कर सकता है।
सिद्धांत रूप में, यह अंतरिक्ष अन्वेषण और खनन को हमारी भविष्य की ऊर्जा आपूर्ति का मुख्य हिस्सा बना सकता है। व्यवहार में, फ्यूजन अभी भी प्रयोगात्मक चरण में है।
हाइड्रोजन, हीलियम और अन्य तत्वों के दुर्लभ समस्थानिकों के समान स्रोत, जैसे बृहस्पति और शनि जैसे गैस दिग्गजों में, दीर्घकाल में समान भूमिका निभा सकते हैं।
चंद्रमा को एक संभावित खतरनाक लेकिन अत्यधिक उत्पादक शक्ति प्रणाली (विशेष रूप से परमाणु) के स्थल के रूप में भी कल्पना किया जा सकता है, जिससे पृथ्वी पर विनाशकारी विफलता का परिणाम हट जाता है। हालांकि, ऐसी शक्ति स्रोत को वापस बीम करने में ऊर्जा हानि, और अंतरिक्ष में निर्माण की लागत इसे लाभदायक नहीं बना सकती।
सौर अंतरिक्ष कंपनियाँ
1. Space Solar
Space Solar एक ब्रिटिश कंपनी है जो 2GW अंतरिक्ष सौर उपग्रह, CASSIOPeiA, विकसित करने की योजना बना रही है। यह मानव द्वारा अब तक निर्मित सबसे बड़े संरचनाओं में से एक होगा, जिससे कुछ सबसे ऊँचे गगनचुंबी इमारतें भी तुलना में छोटी लगेंगी।
स्रोत: Space Solar
CASSIOPeiA में 60,000 सौर पैनल होंगे, वजन 2,000 टन, और भूस्थिर ऊँचाई पर कक्षा में रहेगा।
पावर ट्रांसमिशन एक बदलते फेज़ एरे का उपयोग करके ऊर्जा बीम को लक्ष्य करने से किया जाएगा। ग्राउंड स्टेशन का व्यास 5 किमी होना चाहिए। पावर‑बीमिंग तकनीक अब तक पृथ्वी पर 30kW शक्ति के साथ प्रदर्शित की गई है। यह HARRIER, पहला 360° वायरलेस पावर ट्रांसमिशन जो बिना किसी चल भाग के काम करता है, उच्च विश्वसनीयता के लिए एक प्रमुख कारक है। के धन्यवाद से हासिल किया गया।
पावर उपग्रह की अवधारणा दो सौर परावर्तकों पर निर्भर होगी जो सूर्य प्रकाश को केंद्रीय कलेक्टर खंड में वापस भेजेंगे।
स्रोत: Space Solar
प्रोग्राम की पहली संस्करण की लागत £17 बिलियन अनुमानित है, जबकि बाद के संस्करणों की लागत £3.6 बिलियन होगी। यह 2GW क्षमता वाले समकक्ष परमाणु शक्ति संयंत्र की लागत का 1/4 बनाता है, जो बेसलोड प्रोफ़ाइल को देखते हुए एक उचित तुलना है।
2. Reflect Orbital
जैसा कि ऊपर बताया गया है, Reflect Orbital कक्षा में शक्ति उत्पन्न करने की योजना नहीं बना रहा है। इसके बजाय, इसका व्यवसाय “अंधेरे के बाद सूर्य प्रकाश बेचने” का लक्ष्य रखता है, जो जमीन‑आधारित सौर कंपनियों को बेचा जाएगा।
शिखर कीमतें अक्सर सूर्यास्त के तुरंत बाद होती हैं, जब लोग घर पर होते हैं लेकिन नवीकरणीय ऊर्जा बंद होती है, यह एक अच्छी रणनीति हो सकती है। इसके अतिरिक्त, उपग्रह सूर्य बीम को विभिन्न स्थानों पर आसानी से पुनः दिशा दी जा सकती है, जिससे देशों के बीच विभिन्न कीमतों या एक क्षेत्र में प्रतिकूल मौसम के बीच आर्बिट्रेज़ किया जा सके।
यदि वास्तव में सूर्य प्रकाश को बिजली में, फिर माइक्रोवेव में, फिर फिर से बिजली में बदलना जमीन‑आधारित सौर के साथ प्रतिस्पर्धा करने के लिए बहुत अक्षम प्रक्रिया है, तो यह कंपनी अनुसरण करने योग्य बनती है।
वर्तमान में, कंपनी अपने उपग्रह विकसित कर रही है और फंड जुटा रही है। अवधारणा को बेहतर समझाने के लिए, उन्होंने 3 किमी ऊँचाई पर एक हॉट एयर बलून का उपयोग करके एक डेमो भी किया, जो वायरल हुआ।
स्रोत: Reflect Orbital
कंपनी 2025 तक एक प्रोटोटाइप का परीक्षण करने की योजना बना रही है। प्रत्येक उपग्रह का वजन केवल 35 पाउंड (16 किलोग्राम) होगा और इसमें 33 फीट बाय 33 फीट (9.9 बाय 9.9 मीटर) आकार के मायलर दर्पण लगे होंगे, जो कक्षा में एक बार खुलेंगे।
Reflect Orbital की योजनाएँ पूर्ण कक्षीय या चंद्र‑आधारित सौर उपग्रह नेटवर्क की तुलना में कम हाई‑टेक हो सकती हैं। लेकिन यह एक ताकत भी हो सकती है, क्योंकि यह मूलतः पूरी तरह ज्ञात तकनीकों को रचनात्मक तरीके से उपयोग करता है, जो दशकों से महारत हासिल है। यह परियोजना को कुछ हद तक जोखिम‑मुक्त बना सकता है।
