Il progetto è vecchio. Ne ho traccia dagli anni '70. Tuttavia non è da escludere che i costi possano diventare accettabili se il nucleare dovesse aumentare ed il fossile rendersi sempre meno auspicabile.
Se domani potremmo fabbricare strutture con materia prima spaziale questo cambia le carte in tavola.
Materie prime spaziali tra mille anni…siamo nella fase in cui mandiamo una panda su un pianeta con un trapanino che neanche i bosch minicraft e dobbiamo inventare un modo per andare a riprendere materia in quantità di provette da laboratorio.
Anche solo estrarre e lavorare materiale sulla Luna che è a due passi in termini spaziali se mai ci si riuscirà sarà tra secoli.
Qui si parla di cose molto più banali ma ugualmente costosissime, complesse e…inquinanti
Cosa intendi per bilancio energetico? Se intendi il capacity factor, il sbsp ha un fattore 9-10 volte maggiore del fotovoltaico di Terra.
Lo studio Roland Berger commissionato dall’ESA stima una media di costi di 10 miliardi per un impianto produttivo in GEO di 2 GW, a cui vanno aggiunti altri 10 miliardi di gestione per 30 anni. Se ci pensi non è tanto, siamo in linea col carbone e col nucleare, che sono sui 5 miliardi al GW.
E questo è lo scenario per il primo impianto, i successivi costeranno di meno, grazie alle lezioni imparate.
Anche il fotovoltaico di terra una volta era una tecnologia inutilizzabile, alla fine degli anni 60, economicamente insostenibile, poi pian piano si è fatta strada.
Per quanto riguarda l’impatto ambientale, cito sempre dallo stesso studio:
IMPATTI AMBIENTALI
Impatti del funzionamento: l’emissione totale di CO2
per l’implementazione di un SBSP sarebbe inferiore a 1
milione di tonnellate metriche. Le emissioni di CO2 di
una centrale elettrica a carbone con una produzione
elettrica simile farebbero registrare un’emissione di CO2
superiore a 15 milioni di tonnellate metriche all’anno.
Gli impatti sugli aerei/satelliti che attraversano il fascio
di energia devono essere ulteriormente studiati per
confermare la compatibilità.
Per quanto riguarda l’impatto a terra, c’è bisogno di tanto spazio libero, è vero. Comunque si pone a metà strada tra nucleare e fotovoltaico:
IMPATTI ECONOMICI
Densità di energia: la stazione di terra del sistema
SBSP ha un diametro di circa 6 km e richiede una
superficie di circa 71.500.000 m2
. Se un sistema SBSP ha
una capacità di 2 GW si ottiene una densità energetica
di circa 28 W/m2
(rispetto ai 120 W/m2
del nucleare e ai
3-10 W/m2
del solare fotovoltaico).
Si insomma, non è tutto rose e fiori, ma non è nemmeno drammatico come lo dipingi tu.
Lo studio completo, disponibile anche in italiano, si trova linkato nel sito dell’ESA:
Le citazioni sopra vengono dal file Roland Berger – Executive Summary Brochures. Lo studio è del 2022.
Lo studio prevede anche scenari molto più rosei in caso l’accesso allo spazio abbassi notevolmente i costi, o lo sviluppo di risorse dallo spazio prenda piede prima della fine del secolo.
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Appena ho tempo me lo leggo. Sono rimasto a qualche articolo dell’anno scorso sui sistemi di trasmissione in cui per potenze dell’ordine dei 500 kW siamo nell’intorno del 50%, ma non ho trovato dati sulla massa dei sistemi.
Non è paragonabile allo sviluppo dei pannelli in sé che ha portato la tecnica da sperimentale a commerciale in 50 anni. La tecnologia l’abbiamo (va sempre cercato l’affinamento d’accordo) ma si tratta di andare a sviluppare un sistema che introduce extracosti esorbitanti. Comunque mi aggiorno e ritorno
[quote=“Vespiacic, post:23, topic:40640”]
ai 3-10 W/m2 del solare fotovoltaico [/quote]
molto perplesso, la costante solare è 1357 W/m2. Riducila pure a 1000W, riducila a 1/3 per l’insolazione mesia girnaliera, riducila ancora per la copertura nuvolosa… ma sono sempre almeno 200 W/m2 medi. Come si fa a passare da 200 a 3-10 ?
Mi leggerò lo studio, in linea di principio sono d’accordo con @arkanoid, mi pare tutto semplicemente assurdo e insostenibile con la tecnologia attuale, oltre che pericoloso in un modo senza senso.
Un pannello fotovoltaico produce circa 150-200W al metro quadrato. Non ha senso guardare la costante solare, perché consideri un grande spettro di frequenze incapaci di partecipare all’effetto fotoelettrico. Il capacity factor è molto basso, per via delle notti soprattutto, e degli inverni in secondo luogo che abbassano la superficie utile, di fatto. Questo incide di un altro ordine di grandezza. Lo studio si basa su casi di studio reali, dove non è tappezzato ogni millimetro quadrato con pannelli, ma serve anche un po’ di superficie di servizio. Magari a basse latitudini la produzione è maggiore, ma certamente non siamo a un ordine di grandezza in più.
Tecnicamente lo studio prevede anche lo scetticismo del grande pubblico 
STEP 1: SENSIBILIZZAZIONE (2022-2025)
Nonostante il potenziale teorico dell’SBSP come fonte di
energia pulita e sostenibile, il sistema rimane
principalmente sconosciuto rispetto ad altre tecnologie
a lungo termine (e ancora in fase di sviluppo) come la
fusione nucleare.
quindi si parla di 28 W/m2 di energia resa, non di densità di potenza, assumendo una eccellente efficenza di conversione. La densità di potenza dev’essere almeno doppia, diciamo 50 W/m2. Quindi il campo elettrico dev’essere nell’ordina di 137 V/m a frequenze di microonde. D’accordo, solo nella zona delle antene, eccetera… il limite odierno per l’esposizione è di 6 V/m in Italia, e verrà portato a 20 V/m. Bisognerà vedere a quale distanza dal sistema ricevente il campo scenderà a livelli di potenza accettabili, e che area di rispetto ci vorrà.
No, l’efficienza di una rectenna a 2,4 GHz è 90%.
Fortuna che c’è almeno chi ci pensa e ne fa uno studio serio e aggiornato.
Mode ironia ON
Magari è un progetto in “italian style”, ovvero qualcuno all’ESA aveva un amico da foraggiare e gli ha commissionto uno studio su un progetto impossibile.
Mode ironia OFF
Se un domani ci fosse un referendum sul farla o no, io sarei a favore.
Ma al 90% non ci credo nemmeno se lo vedo, e poi devi calcolare il rendimento al momento in cui metti l’energia in rete e considerare che la copertura del terreno non sarà al 100%, esattamente come per il fotovoltaico. Per cui un qualche 10% in più di sprechi è da mettere in conto. Magari non passi da 28 a 50, ma a 40. Mah… tutta quella RF che piove dal cielo continua a non piacermi per nulla.
Invitiamo a concentrarsi sugli aspetti tecnici della discussione evitando illazioni e toni polemici.
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Nel link postato più sopra c’è anche un collegamento a un documento più tecnico. Il file zip Roland Berger – Full deliverables contiene il pdf SBSP-OHB-TN-003.pdf con i dettagli tecnici.
Questa tabella esamina, tra le altre cose, potenza trasmessa dal satellite e potenza immessa in rete:
Quindi da 2,4 GW di potenza trasmessa si arriva a 2 GW di potenza immessa in rete, 83% di efficienza. Il 90% a cui mi riferivo prima è solo in condizioni ottimali. Tutta l’infrastruttura viene montata ovviamente su scelte tecnologiche ideali, la frequenza di trasmissione è scelta appunto per avere il massimo rendimento nella trasformazione.
Arrivando alla realizzazioni ci saranno ovviamente sorprese, costi non previsti, stime irrealizzabili, ma da qui a dire che si sta investendo in una tecnologia senza senso ce ne passa. Tra l’altro, lo SBSP apre la strada ad altri tipi di utilizzi che potranno vedere la luce in questo secolo.
Tra gli ostacoli principali evidenziati nel documento ci sono anche la carenza di studi di impatto ambientale approfonditi, la mancanza di una tecnologia già sviluppata di rifornimento in orbita (perché l’orbita GEO non è affatto stabile e la stazione va rifornita), lo sviluppo ancora non maturo dell’assemblamento in orbita. Dalla tabella si vede infatti che ci sono circa 2 milioni di moduli da assemblare, e questo andrà fatto in modo automatizzato.
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Solo un dettaglio, dice receiver output (DC). Devi convertire in AC per metterla in rete, per cui togli ancora un 5% minimo. Sulla piattaforma orbitale hai detto tutto, mancano praticamente tutte le tecnologie richieste.
Ok… per qualche decina di anni dormo ancora tranquillo e continuo a sperare che qualcuno realizzi un reattore a fusione 
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Lo dico come battuta ma mica tanto: una soluzione e’ usare l’energia prodotta direttamente nello spazio. Ed e’ meno fantascienza di quello che sembra.
Mi spiego: in prospettiva futura ma mica tanto lontana il maggior uso di energia potrebbe essere quello per i data center e i processori.
Se e’ cosi’ invece di trasmettere energia ai data center sulla terra sembrerebbe logico mettere i data center nello spazio dove possono utilizzare direttamente l’energia prodotta, non ci sono interruzioni dovute alla notte, non serve accumulo di energia e possono anche irradiare il calore di raffreddamento in modo piu’ controllabile e senza provocare inquinamento termico in un ambiente limitato e fragile come la superficie terrestre.
Senza bisogno di trasmettere energia a distanza. Anche se gli studi sulla trasmissione wireless di energia, a partire dai sogni di Tesla (quello originale) sono comunque interessanti e potrebbero dare fallout tecnologici.
C’e’ gia’ un po’ di letteratura sul tema, un paio di cose che mi sono saltate fuori:
Oppure per essere piu’ specifici, qui c’e’ un intero 3d sul’ipotesi, piuttosto logica, di aggiungere a Starlink la funzionalita’ di CDN (che per chi non lo sapesse e’ una tecnica sofisticata di caching geografico di informazioni volta a minimizzare il ping time e l’a velocita’ di trasmissione ampiamente utilizzata per ottimizzare la rete).
Non mi metto ad approdondire le metriche e non mi azzardo a dare per scontato che la potenza elaborativa che so per training di LLM, mining di criptovalute, simulazioni numeriche o simili potrebbe un giorno costare meno metterla nello spazio.
Ma se si fa verso una ulteriore riduzione del costo di lancio in LEO una delle tante applicazioni e’ mettere nello spazio satelliti sempre piu’ intelligenti e con capacita’ di elaborazione che se fosse sulla terra consumerebbe quantita’ significative di energia.
Quindi adesso questo post potrebbe sembrare una fantasticheria o una divagazione rispetto al topic, ma trattandosi di uno dei potenziali futuri utilizzi dello spazio secondo me il tema andava citato.
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Un’altra applicazione della trasmissione di energia da remoto potrebbe essere il laser wireless power transmission (LWPT), che essendo nella frequenza del visibile, non va bene per la Terra, ma può funzionare benissimo per trasmettere energia sulla superficie della Luna durante le notti lunari.
Qui un articolo in inglese senza dettagli tecnici:
E la relativa pubblicazione in cinese con qualche dettaglio in più:
https://jdse.bit.edu.cn/sktcxb/article/doi/10.15982/j.issn.2096-9287.2024.20230069
L’orbiter lunare da un’orbita polare a 500 km di quota può alimetare un laser da 12 kw, e il ricevitore in superficie con un array da 4 metri (di diametro?) può ricevere 2,7 kw.
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Non è Space Based, ma l’azienda Star Catcher ha recentemente testato la trasmissione di energia wireless fino a 90 metri di distanza.
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…sperimentato nel 2023 la trasmissione d’energia (poca) con microonde (ed ha funzionato) e la ricezione con sistemi ad hoc.
Ci ha riprovato ora Overview Energy (una startup statunitense) ma trasmettendo l’energia (sempre poca) con infrarossi (e pure ha funzionato) ed avendo per ricevitori comunissimi pannelli fotovoltaici!
per la prima volta l’elettricità è stata inviata senza fili da una piattaforma in movimento verso la superficie terrestre
dice:
Visto che i ricevitori già li abbiamo per usarli di giorno non resta che da capire come fare i satelliti per usarli pure di notte e rendendo al contempo l’SBSP economicamente sostenibile…
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