Scrollando su internet negli ultimi giorni di ferie, ho trovato questa startup californiana, che vende luce solare di notte, basandosi su una costellazione di piccoli e leggeri satelliti che dovrebbero dispiegare degli specchi di Mylar da 10 m X 10 m e poi essere in grado di puntare con molta precisione una località a terra.
Dal sito non è chiaro quale sia l’orbita dei satelliti e quindi quanto sia la durata della luce, né la superficie illuminata.
L’utilizzo che propongono è per l’energia, illuminando centrali di pannelli solari e così aumentare la produzione di energia nelle 24 ore, o semplicemente per illuminazione.
E parlano di iniziare il servizio nel 2025…
Mi immagino la felicità degli astronomi, se iniziamo a fare costellazioni di specchi
Ma oltre a questo, mi domando davvero come funzionerebbero gli aspetti legali di una cosa del genere. Perché se io chiedo di illuminare casa mia, verosimilmente sto anche illuminando qualche centinaio di miei vicini di casa…
Potrebbero esserci anche interferenze alla navigazione aerea, per esempio problemi di abbagliamento dei piloti simili a quelli dei puntatori laser da tasca.
L’avevo visto e stavo per parlarne sul forum. Poi ho dato un’occhiata più approfondita e ho deciso che se ne poteva parlare solo nella chat esterna poco seria che usiamo per divertirci un po’.
L’unica cosa di interessante che è emersa è un vecchio progetto sovietico di cui non si ha traccia dei risultati reali, Znamia.
I dati di quella missione sono però un po’ irrealistici. Una intensità di due lune piene per una striscia di 5 km con 20 metri di specchio… I conti non tornano.
Comunque, con una soluzione del genere il massimo che si può fare è un fare al crepuscolo, di notte ovviamente niente.
Non sarebbe male, visto che l’illuminazione della Luna piena è di qualche milliwatt al metro quadrato. Ma direi che è impossibile concentrare la luce in 10000 m2 con uno specchio da 400 km di distanza.
Guardando il team dal sito, hanno due tizi del JPL: uno esperto di ottica e uno esperto di meccanismi dispiegabili. Quindi penserei che i conti li abbiano fatti e credano si possa concentrare abbastanza luce a terra da avere senso…
D’altronde è vero che se il flusso solare è 1400 W/m2, se passi da 10x10 a 100x100 il flusso a terra diventa 14 W/m2, come ha scritto @arkanoid, senza contare l’attenuazione atmosferica.
Possibile che pensino di concentrare la luce così tanto da illuminare una superficie simile a quella dello specchio?
No, non è possibile.
Il minimo che puoi ottenere con uno specchio, qualunque forma sia, è un chilometro quadrato circa, e il minimo (teorico) lo raggiungi quando focalizzi l’immagine del sole sulla superficie. Se vuoi restringere ulteriormente devi almeno aggiungere una lente.
Più o meno sono questi i conti, mi veniva un km perché avevo messo il satellite un po’ più in alto.
Se la sorgente fosse puntiforme, allora con un specchio della forma giusta riusciresti a concentrare il raggio in uno spazio piccolo a piacere, ma in questo caso la sorgente ha una grandezza angolare non trascurabile.
Interessante questo articolo. In pratica uno specchio di 100 metri di diametro può al massimo illuminare uno spot di 4 km di diametro, quindi la luce intercettata dallo specchio si diluisce su una superficie 1600 volte maggiore… insomma a terra arriverebbe una potenza di neanche 1 watt al metro quadro…
Su questo ho sorvolato ma avrei da ridire. Conviene più cambiare la frequenza d’onda prima di ritrasmettere, uno specchio non è la soluzione ideale. Vado a memoria, ma mi pare si potrebbe arrivare a sei volte tanto con la stessa superficie di cattura di raggi solari. Non sono lo specchio o l’accoppiata pannello + trasmettitore a microonde gli elementi che costano di più in questo progetto. Dopotutto, i tuoi colleghi dell’altro dipartimento hanno qualche milioncino di budget per uno studio in questa direzione.
Al minimo, non al massimo. Di meno non si può, di più sì.
Invece non ho capito da dove viene questa potenza di circa 1 Watt al m2, sarebbe un risultato notevole, a me viene una cosa tipo tre ordini di grandezza in meno.
considerando che a terra mediamente arrivano 1000W/mq in condizioni ottimali, e che uno specchio facilmente il 10% lo perde, partendo da 100mq e arrivando a 12.500.000 mq (un cerchio di 4 km di diametro)…hai 10000.9100/12500000 = 7mW/mq.
Ma anche se fosse 1 W/mq, o anche 10W/mq, non serve a nulla dal punto di vista energetico.
Ah ok, ora torna di più, grazie per il chiarimento. Un watt al metro quadro è moltissimo, illumina la notte e rende visibile praticamente tutto, per questo non mi tornava.
Comunque il kW che arriva sulla terra è la radiazione totale, quella visibile è il 30%-40%, quindi bisogna ancora dividere per tre e arriviamo a 2mw.
Se ho tempo controllo quant’è la perdita dello scattering Rayleigh, perché la maggior parte della potenza nel visibile ne è affetta.
Certo, al massimo inteso nel migliore dei casi, la massima concentrazione insomma.
Per il calcolo che ho fatto, se la luce che riflette lo specchio si “diluisce” in un’area 1600 volte maggiore, (da 100 metri di diametro dello specchio a 4000 metri di diametro dello spot a terra fa 40^2 volte l’area, 1600 volte) significa che la potenza solare allo specchio, che è circa 1300 w/m^2, si riduce di 1600 volte, quindi a terra arriva poco meno di 1 w/m^2
Ok, quindi confermiamo che quella dell’energia è uno specchietto per le allodole, ehm, per gli investitori.
Rimarrebbe l’uso per illuminazione. Se non ho sbagliato qualcosa, 1 W/m2 sono tipo 500-600 lm/m2, che è un bel po’ di luce… Al di là degli aspetti di “disturbo” ai vicini, la cosa potrebbe interessare per esempio dei grossi impianti industriali o minerari che lavorano la notte?
Io anche per questo aspetto starei bello cauto. Di notte non c’è luce, nemmeno nello specchio.
Se lo vogliono fare in LEO possono dare qualche lumen in più al crepuscolo. Alle due di notte a 400 km di quota è notte, normalmente, senza contare casi estremi.
Non se sei in un’orbita con un alto beta angle. La stessa ISS ha dei periodi in cui è quasi permanentemente illuminata anche quando vola sopra la terra al buio, e molto spesso è in luce per periodi più lunghi di metà dell’orbita (la si può vedere spesso a occhio nudo anche in piena notte, il che significa che sta riflettendo verso di noi la luce solare). Penso che con inclinazioni maggiori si possano ottenere alti beta angles più frequentemente.
In teoria, con una costellazione su orbite diverse, con più satelliti su ogni orbita, si potrebbe anche ottenere luce per tutta la notte. Ovvio, parliamo di tanti satelliti che si passano il compito durante la notte, ma dal punto di vista della meccanica orbitale dovrebbe funzionare, no?
