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Gerar energia solar no espaço já foi tema de ficção científica, mas se tornou uma possibilidade real para cientistas espaciais no século 21
A geração de energia solar espacial é uma possibilidade de produzir energia para uso na Terra, sem as limitações enfrentadas pelas usinas solares terrestres. É o que diz o Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), responsável pelo desenvolvimento do Space Solar Power Project, o projeto de energia solar espacial do Instituto estadunidense.
Segundo a Caltech, a energia do Sol, captada no espaço por células solares, pode ser propagada por meio de micro-ondas. O que significa que a energia pode ser transmitida, do espaço para a terra, com uma tecnologia de transmissão de energia sem fio.
Testes com o protótipo
Em janeiro de 2023, a Caltech lançou no espaço seu primeiro protótipo, batizado como Demonstrador de Energia Solar Espacial (SSPD-1, na sigla em inglês). Com o objetivo de demonstrar as inovações tecnológicas, o teste foi bem sucedido.
Na missão espacial do SSPD-1 foram realizados três experimentos, testando a arquitetura, a estrutura e mecanismos de implantação dos módulos solares, além da avaliação de desempenho de 32 tipos diferentes de células fotovoltaicas e o funcionamento de uma série de transmissores de energia por micro-ondas.
Num artigo, publicado um ano após o lançamento do protótipo, os pesquisadores afirmam que o SSPD-1 foi capaz de transmitir energia, do espaço para a Terra, com tecnologia sem fio. Além disso, foi possível medir a eficiência, a durabilidade e o funcionamento de diferentes tipos de células solares, expostas ao espaço sideral.
Tecnologia atual com conceito antigo
Apesar de pesquisas internacionais estarem caminhando para o desenvolvimento da nova tecnologia, a ideia de captar energia solar no espaço não é tão nova assim.
O conceito de Konstantin Tsiolkovsky
Como conta a Agência Espacial Europeia (ESA, na sigla em inglês), o conceito de energia solar, baseada no espaço, precede o início da corrida espacial. Foi o cientista e matemático russo, Konstantin Tsiolkovsky, quem propôs pela primeira vez, em 1923, a implantação de um sistema espacial que pudesse concentrar e enviar à Terra um feixe de luz solar.
Ainda em 1903, Tsiolkovsky publicou seu trabalho “Exploração do Espaço Cósmico usando Dispositivos de Reação” que, junto com suas fórmulas matemáticas, serviram de base para o desenvolvimento do programa espacial russo, o Sputnik. Em 1961, a nave Vostok foi capaz de levar o primeiro humano ao espaço.
Mas, décadas antes desse acontecimento, o cientista russo calculou e propôs que um sistema de espelhos no espaço poderia ser capaz de enviar à Terra um feixe de luz, forte o suficiente para ferver dez xícaras grandes de café em dois minutos, numa área absorvente de cerca de 10 m². O cientista ainda sugeriu que dias nublados poderiam diminuir a eficiência do método.
Energia solar espacial na ficção de Isaac Asimov
Alguns anos mais tarde, em 1941, a ideia de usar energia solar espacial, como fonte de energia terrestre, virou realidade no conto Reason, do escritor de ficção científica Isaac Asimov. Na história do escritor russo, um satélite era capaz de transmitir energia solar por meio de feixes na forma de micro-ondas, tanto para a Terra, quanto para outros planetas do Sistema Solar.
O projeto pioneiro de Peter Glaser
No entanto, em 1968 foi desenvolvido, de fato, o primeiro projeto para um satélite de energia solar espacial. Peter Glaser nasceu na antiga Tchecoslováquia, se mudou ainda jovem para os Estados Unidos e passou a integrar a equipe da agência espacial norte-americana, a Nasa.
Glaser é considerado o “pai” do satélite de energia solar. O cientista espacial desenvolveu o método de transmissão da energia solar, por meio de micro-ondas, até antenas receptoras na superfície terrestre, chamadas de “rectenna”. De acordo com a ESA, a patente do projeto, que se baseou numa pesquisa sobre transmissão de micro-ondas do engenheiro William Brown, foi obtida em 1973.
A partir de então, não somente a Nasa e a ESA, mas programas espaciais governamentais e iniciativas privadas de países como Índia, China, Japão, Coréia do Sul, Austrália e Reino Unido, também passaram a trabalhar no desenvolvimento de pesquisas relacionadas à geração de energia solar espacial.
A geração de energia solar espacial é realmente uma alternativa?
Um dos principais argumentos utilizados a favor da energia solar espacial é a ausência das limitações encontradas pelas usinas solares terrestres. De acordo com a ESA, no espaço não há nuvens, a luz do sol é até dez vezes mais intensa do que na superfície da Terra e, enquanto as plantas solares terrestres só conseguem gerar energia durante o dia, no espaço a luz do sol seria constante.
Os principais empecilhos para o desenvolvimento e implantação da tecnologia envolvem, principalmente, questões sobre “como e onde” montar e manter esses sistemas solares na órbita da Terra.
Segundo a Nasa, além disso, fazer com que esses sistemas operem automaticamente e desenvolver uma forma eficiente de transmissão da energia para a superfície do planeta, também representa um desafio.
Impactos causados pela geração de energia solar espacial na vida terrestre
Um artigo, publicado pela Scientific American, destaca que o feixe de micro-ondas tende a se espalhar a longas distâncias, o que levaria a uma outra questão: o tamanho das antenas receptoras (rectenna), que deverão ter uma área enorme para que a recepção das micro-ondas. A construção dessas antenas demandariam de grandes superfícies e poderiam impactar diretamente no meio ambiente e no uso da terra.
A publicação também chama a atenção para a poluição luminosa, afirmando que um único satélite com painéis solares em conjunto com a antena transmissora, emitiria uma luz mais brilhante do que a emitida pela lua cheia. Uma quantidade elevada desses satélites possivelmente afetaria a vida na Terra, impactando diretamente os hábitos de animais e até de seres humanos, com potencial de causar efeitos negativos na biodiversidade.
Os custos envolvidos em todo o processo também levantam questionamentos. Apesar disso, o relatório da Nasa, publicado em 2023, considera que um sistema de energia solar baseado no espaço poderia iniciar suas operações em 2050.
Por outro lado, o relatório estima que as emissões de gases de efeito estufa (GEE) associados à energia solar espacial podem alcançar valores semelhantes às usinas de energias renováveis da Terra. Ainda, a conclusão é de que a energia gerada no espaço sairia mais caro do que as opções sustentáveis já desenvolvidas.
Gerar energia solar espacial, apesar dos avanços tecnológicos proporcionados pelos estudos, têm levantado mais perguntas do que respostas.
As soluções continuam provando que, todo esse dinheiro e esforço investidos na exploração espacial, poderiam mostrar melhores resultados em projetos menos extravagantes e mais funcionais, ajudando a melhorar a qualidade de vida na Terra, em um menor espaço de tempo.
