Stazione spaziale chilometrica cinese

Ci siamo persi qualcosa?

E’ da un po’ che gira questa cosa su siti un po’ ciarlatani. Da quello che ho capito i cinesi hanno stanziato 1 milione o poco più di dollari per uno studio di fattibilità legato alla loro idea di fare una centrale solare in orbita. L’astronave lunga chilometri nah, credo che all’origine si parlasse di qualche innovativa struttura iperleggera di qulache centinaio di metri da assemblare/dispiegare e testare in orbita. Poi i cacciatori di click l’hanno fatta diventare l’Enterprise (anzi più grande).

Forse il nostro @Vespiacic ne sa qualcosa di più.

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Sì, esatto, è in programma qualcosa di sperimentale a medio termine in orbita bassa, ma sarà solo un test per un progetto più di lunga durata e sostenibile di cui ne avevamo parlato qui:

L’obiettivo finale è costruire una centrale solare in orbita geostazionaria, la cui grandezza sarà dell’ordine del chilometro e verrà assemblata in loco. Visto che ancora le tecnologie di costruzione in loco non sono raffinate, si faranno delle prove tra 4-5 anni in orbita bassa.

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Se ne parla anche qui

Dal minuto 15, si trattava più che altro di uno studio sui reali benefici di una stazione di certe dimensioni.

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A me sembra più una boutade…

Le varie fonti parlano di volta in volta di stazione spaziale, astronave, ascensore spaziale e… no centrale solare ancora la dovevo sentire.
Il che non aiuta a capire se sia una sparata propagandistica in stile Old Wilde USSR o "Grande Timoniere " oppure sia la cui stanno pensando sul serio.

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Ma non s’era detto che le centrali solari orbitanti non funzionano per questo e quel motivo?
Adesso i cinesi ne vogliono realizzare una?
Staremo a vedere.

Si, si era detto, e i motivi erano tecnici, non fisici. Col tempo possono cadere. L’elemento che ha rimesso in gioco la fattibilità è il Lunga Marcia 9, che ricordo è un po’ più grande di starship. Grazie ad esso sarà possibile costruire una megastruttura in orbita geostazionaria, e prima era impensabile.

In orbita bassa la centrale sarebbe effettiva solo per poco tempo, per questo non sarebbe stato possibile.

Non è che ora sia tutto semplice, il razzo ancora esiste solo sulla carta, e il progetto cambia anche abbastanza frequentemente, in più ci sono tante altre tecnologie che vanno testate, tipo trasmissione e ricezione di energia sotto forma di microonde dallo spazio, costruzione semiautonoma in orbita, effetti ambientali, giusto per fare qualche esempio di massima.

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stazione orbitale ‘rossa’ provvista di “raggio della morte” ed è subito guerra fredda

Storia tribolata quella di LM-9, concettualmente si tratta di un “rispolvero” del vecchio Vulkan, cavallo di battaglia di Glushko nell’era post-Mishin (e dunque post N1/L3) e precursore, sia pure indiretto, del vettore Energia.

Anche di questo se è ne è parlato tanto e visto poco, più che altro disegnini vari.
Il paragone con Starship in termini di prestazioni e riutilizzabilità è improponibile. Dimensionalmente non è affatto maggiore, 103 metri vs i 120 di Starship/Booster mentre l’unico parametro confrontabile è quello relativo al payload (entrambi 150 tonnellate in LEO).

Data la situazione lo LM-9 potrebbe ancora cambiare o addirittura evolversi in qualcosa di diverso.

Alcuni motori si sono già visti:

Non è detto che saranno proprio gli YF-130 a essere usati, ma non sono gli unici motori nuovi ad essere spuntati dal nulla. Ma ne parliamo meglio nel thread relativo al CZ-9.

Tornando in tema, il concetto è che dopo 50 anni si è tornati di nuovo a sviluppare lanciatori con più di 100 t in LEO, per ora son ben 4 (SLS, SS, CZ-9 e Yensei) a diversi stadi di sviluppo, e questo apre le porte a nuovi caso d’uso. Da qui il ritorno di parlare di centrale solare spaziale.

Giusto per chiarire cosa farà la megastruttura, suggerisco questo articolo di Andrew Jones:

Il problema che risolverebbe tale struttura è quello dell’approvvigionamento di energia solare in maniera incostante. Al giorno d’oggi l’energia solare può essere sfruttata solo di giorno e con condizioni atmosferiche adeguate.
La nuova struttura non farebbe altro che riconvertire alcune frequenze d’onda del Sole in qualcosa che non è affetto dalle condizioni meteo. Gli ultravioletti non arrivano sulla superficie con cielo nuvoloso, o arrivano in modo molto limitato, mentre le microonde passano senza problemi. La stazione solare catturerebbe con pannelli solari la luce adatta alla conversione fotoelettrica (blu violetto e vicino ultravioletto credo), la convertirebbe in energia elettrica e con quell’energia genererebbe un flusso di microonde collimato verso un punto specifico della superficie terrestre.

Il fatto di essere in orbita geostazionaria eviterebbe periodi di buio, oltre a garantire di essere sempre sopra lo stesso punto della Terra. L’apporto di microonde sarebbe costante. A Terra, un ricevitore riconvertirebbe l’energia del flusso a microonde in energia elettrica. Ci saranno molte perdite nelle varie conversioni, è chiaro, ma secondo i primi studi dovrebbe essere comunque economicamente vantaggioso a lungo termine, soprattutto per quanto riguarda l’impatto ambientale.

La zona interessata, infatti, secondo i primi studi, non dovrebbe subire grosse alterazioni ambientali, né per quanto riguarda la vegetazione circostante né per la migrazione degli uccelli. In un articolo che non riesco più a ritrovare (il sito è stato spostato) si parla di un’intensità di circa 6 volte quella del Sole, ma sinceramente non avevo (e non ho) capito bene il riferimento, se è riferito all’intensità totale del Sole o della frequenza di trasmissione specifica.

Dall’anno prossimo dovrebbero iniziare i test di ricezione a Terra e conversione delle microonde dall’orbita, la costruzione del complesso dovrebbe essere già iniziata o inizierà a breve.

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L’idea, ovviamente, non è nuova.

La NASA stessa su stimolo del Congresso, aveva investigato in maniera abbastanza esauriente la faccenda insieme al DoE (Department of Energy), nel periodo che va dal 1978 al 1986, guarda caso (ma ovviamente non è un caso) il periodo di massimo “ottimismo” dello Shuttle e della sua ipotetica capacità di fare tipo un lancio alla settimana.

Ancora non a caso tutta la faccenda termina bruscamente nel 1986 all’indomani dell’incidente del Challenger, quando la NASA e l’intera nazione (ed il resto del mondo se è per questo) si svegliarono dal sogno e capirono che lo Shuttle era, e resterà fino alla fine, una macchina sperimentale, complessa, rischiosa e molto costosa.

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Non ho letto i dettagli, ma una struttura di 1km nello spazio potrebbe essere relativamente poco massiva.

Tanto per fare un esempio, la torre di Radio Varsavia era alta alta 646m e pesava “solo” 420 tonnellate… ma nello spazio in assenza di gravita’ e’ possibile una struttura enormemente piu’ leggera per sodddisfare i requisiti strutturali.

La stessa ISS e’ lunga 109m e non e’ certo stata ottimizzata per avere la massima lunghezza e superficie, come lo sarebbe un sistema di collettori solari.

Quindi anche se sembra una megastruttura ciclopica, una struttura di 1km nello spazio forse e’ leggermente meno irrealistica di quanto sembrerebbe ad un primo sguardo.

Piuttosto ho seri dubbi che tale struttura sara’ mai competitiva con collettori solari a Terra + i relativi sistemi di accumulo e trasmissione a grande distanza per coprire le 24 ore.

Questo vale per questo pianeta. Per Marte, dove c’e’ tutto tranne l’energia, forse le cose potrebbero essere diverse e le uniche fonti di energia praticabili sarebbero il nucleare e questo… Ma questa e’ un’altra storia.

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Ci sono già 8 (da quel che è dato sapere) superstrutture paraboliche da 100 metri di diametro. Sono quelle dei satelliti spia Orion (o Mentor). E per uno di questi basta un solo lancio.

Nota personale: questa idea della centrale solare orbitante l’ho conosciuta da quando ho imparato a leggere, e prendevo dalla libreria di mio padre un libro bluastro intitolato “Nel buio degli anni luce” (del 1977) nel quale Piero Angela scriveva di questo progetto e della conversione in microonde dell’energia solare. Fu allora che lessi e appresi per la prima volta la parola Grumman.

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Aggiungo un test dimostrativo effettuato il mese scorso, trasmissione di energia tramite microonde da un velivolo a 300 metri di quota:

Qui qualche immagine in più:

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Consideriamo che in Cina non ci sono troppi problemi dal punto di vista ambientale e sociale. Del tipo, hanno spostato in modo coatto intere città per necessità. Se il governo ordina si obbedisce, dolenti o volenti, quindi anche le chilometriche stazioni riceventi, se vogliono farle “lì”, le fanno “lì”.
Poi si può discutere sulla reale potenza erogata e i danni ambientali, quindi sui problemi tecnici che potrebbero generarsi in una struttura così massiccia posta magari in orbita lagrangiana, perché in altre orbite non mi pare possibile.
Se veramente la faranno, immagino si aprirà la corsa alle centrali solari, le super pulitisssime ed ecologiche centrali ad energia naturale… ed i complottisti che sosterranno essere l’arma che distruggerà il mondo, focalizzando il suo raggio contro i nemici, per annebbiar loro la mente e trasmettere propaganda direttamente nei neuroni, senza passare dallo smartfone. Ok, basta.
Ho idea che resterà tutto sulla carta.

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Si parla di orbite geostazionarie.

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sono cose sicuramente affascinanti ma a mio avviso senza senso. Il costo energetico per costruire
e mandare su una struttura del genere, i rischi legati ad un fascio di microonde a potenza elevatissima che attraversa l’atmosfera bruciando tutto ciò che lo attraversa, mi fanno pensare che sfruttare il fatto che la terra gira e il sole da qualche parte c’è sempre sarà sempre la scelta più sensata.
Poi è chiaro in sim city era la scelta numero uno

Se non sbaglio si parlava delle “smart grid” in corrente continua, alta tensione, e forse superconduttive che avrebbero connesso centrali solari/eoliche/vattelapesca (ma comunque eco-compatibili) sparse per il mondo, magari in zone desertiche o non sfruttabili diversamente o non abitate, che avrebbero permesso la produzione e distribuzione continua di elettricita’ green.

Si parla di una centrale nell’ordine del gigawatt, quindi paragonabile a una centrale nucleare, il cui costo ormai si aggira attorno a una decina di miliardi di euro; il loro piano sembra più o meno su questo livello di budget, quindi niente di economicamente spropositato, se tecnicamente fattibile.

Secondo, si è scelta una frequenza che interagisce poco con l’atmosfera stessa, proprio per far arrivare il più possibile energia a Terra, quindi nel suo tragitto non brucia affatto nulla. Il fatto che la frequenza scelta ha il nome simile a un noto elettrodomestico che scalda molto non vuol dire che la frequenza sia la stessa, quindi anche le interazioni con l’ambiente sono diverse.

Per ultimo, avere un mix energetico di fonti diverse aiuta la sostenibilitàv economica della società. Se un giorno per motivi politici si decidesse che un tipo di fonte va cessato, l’impatto sulla vita dei cittadini sarà minore.

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vedremo.comunque tutti gli insetti e uccelli che ci passano in mezzo bruceranno eccome. Rimane che 7000GWh/ anno li puoi produrre in aree desertiche con un impianto da circa 500 kmq.
Ipotizziamo per semplicità che la tripla conversione si porti via il vantaggio dato dall’assenza dell’atmosfera e che rendano circa 8 MWh/anno per kWp. Rimane un impianto da 1GWp circa (se non ho sbagliato i conti) che occupa circa 5kmq.

Non me l’immagino quanta energia serva per portare 5kmq di pannelli fv in GEO più tutto il siatema di conversione e trasmissione oltre che di puntamento che deve ovviamente essere non a prova di bomba …di più

Il nucleare ormai lo guardano sono i ciechi. Ha dei costi globali a fine vita fuori da ogni logica. Qualche impianto strategico ci sta ma non è un metro di paragone per una cosa del genere.

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