Un petit pas vers l’énergie solaire spatiale, un succès

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Les scientifiques du California Institute of Technology célèbrent après un vol d’essai réussi de la technologie nécessaire pour produire de l’énergie à partir de l’espace.

La mission, appelée Démonstrateur d’énergie solaire spatiale (SSPD-1), était un test à petite échelle des technologies qui seront nécessaires aux futures gigantesques centrales électriques dans l’espace. Après son lancement en janvier dernier, le SSPD-1 a passé l’année dernière à évaluer différentes cellules solaires et méthodes de déploiement, et est devenu en mars le première technologie permettant de transmettre de l’énergie sans fil vers la Terre depuis l’espace.

Même si la mission a été globalement un succès, des problèmes sont survenus et doivent être résolus avant que l’énergie solaire à grande échelle ne devienne une réalité.

Capter l’énergie de l’espace et la transmettre au sol est un concept qui va retour à 1923 lorsque le théoricien russe Konstantin Tsiolkovsky a proposé des miroirs dans l’espace qui dirigeraient de puissants faisceaux de lumière solaire vers la Terre. En 1941, l’écrivain de science-fiction Isaac Asimov a écrit une nouvelle intitulée “Raison” sur le rayonnement de micro-ondes depuis l’espace qui pourraient être capturées par une station au sol et converties en électricité.

Une illustration de panneaux solaires massifs dans l’espace avec la courbe de la Terre en arrière-plan.  Une navette spatiale vole à côté pour fournir l'échelle.
Le rendu de cet artiste montre une vision de la NASA des années 1970 concernant la construction de satellites à énergie solaire utilisant la navette spatiale. (NASA/ESA)

Le grand avantage de placer des centrales électriques en orbite est que la lumière solaire est jusqu’à dix fois plus intense dans l’espace car elle ne traverse pas l’atmosphère terrestre. Si un vaisseau spatial est placé sur la bonne orbite, il peut être exposé en permanence à l’énergie solaire.

En cas de succès, le résultat pourrait être une énergie abondante, fiable et sans carbone, capable d’alimenter un million de foyers avec un seul satellite.

La Station spatiale internationale est visible dans le cadre central avec la Terre en arrière-plan, s'élevant du bas de l'écran.
La Station spatiale internationale vue en 2011. La construction de l’ISS a nécessité des dizaines de lancements spatiaux, ce qui a finalement coûté 150 milliards de dollars américains. Tout satellite spatial à énergie solaire devrait être plus de 10 fois plus grand. (Paolo Nespoli – ESA/NASA via Getty Images)

Cette idée a été envisagée dès les premiers jours du programme spatial car la technologie de base requise existait déjà dans nos satellites de télévision et de communication actuels. Cependant, pour produire suffisamment d’énergie pour être économiquement viables, ces satellites devraient être très grands – au moins un kilomètre de chaque côté – de sorte que le coût des nombreux lancements spatiaux a été jugé trop élevé pour en valoir la peine.

À titre de comparaison, la construction de la Station spatiale internationale a nécessité des dizaines de lancements et 150 milliards de dollars américains, et elle n’a que la taille d’un terrain de football.

Une vidéo accélérée montrant une boîte déployant lentement les bras pour former un carré dans une salle blanche.  Un technicien portant un masque et un filet à cheveux se tient derrière le satellite.
Les chercheurs de Caltech testent la technologie de déploiement de DOLCE. (Projet d’énergie solaire spatiale/Caltech)

Mais maintenant que le coût des vols spatiaux a été considérablement réduit grâce à des entreprises comme SpaceX, les scientifiques repensent l’idée. Des groupes en Chine, en Inde, au Royaume-Uni et même au laboratoire de recherche naval américain travaillent sur leurs propres technologies d’énergie solaire spatiale.

Le dispositif Caltech est en chantier depuis 2011. Il a été lancé dans l’espace en janvier 2023 avec un panneau solaire mesurant seulement 1,8 mètre. Il transportait une collection de 32 types différents de cellules solaires à faible coût, des composants électroniques pour convertir la lumière du soleil en micro-ondes et deux émetteurs micro-ondes légers qui envoyaient des signaux au sol.

Le plus gros problème est survenu lors des tests de leur technologie de déploiement lorsque les câbles utilisés pour déployer la structure dans l’espace se sont accrochés, retardant ainsi le processus. Heureusement, les contrôleurs au sol ont pu utiliser les caméras du vaisseau spatial pour identifier le problème et finalement le résoudre. Ensuite, une partie de la structure s’est bloquée et les opérateurs ont dû faire vibrer mécaniquement l’ensemble du satellite pour le libérer.

Une photo colorée de l'intérieur d'un boîtier électronique, montrant des émetteurs et des récepteurs de puissance éclairés par des lumières de différentes couleurs.
Une vue de l’intérieur de MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment), la technologie qui a transmis sans fil l’énergie depuis l’espace en mars 2023. (Caltech/Momentus)

Mais c’est précisément l’objectif des vols d’essai : identifier les problèmes et éviter qu’ils ne se reproduisent à l’avenir.

S’il est difficile de déployer une structure légère de moins de deux mètres de diamètre, imaginez déployer quelque chose de la taille d’une petite ville dans l’espace.

Alors que la recherche de sources d’énergie propre se poursuit et que les coûts du changement climatique continuent d’augmenter, le prix de la construction de centrales solaires spatiales pourrait devenir plus raisonnable, d’autant plus que nous commençons à regarder ailleurs que la planète pour satisfaire nos besoins énergétiques croissants. .

REGARDER | Animation et images du déploiement Caltech

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