En bref:

• Des chercheurs ont lancé un prototype de centrale solaire orbitale pour produire de l'énergie dans l'espace.

• L'énergie voyage sous forme de micro-ondes jusqu'à une antenne sur Terre, où elle est convertie en électricité.

• Les recherches doivent se poursuivre pour augmenter la capacité de production et réduire le poids et le coût des composantes.

Certes, l’idée semble relever davantage de la fiction que de la science. Mais si on pouvait produire de l'énergie solaire sur Terre 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 avec des panneaux dans l'espace? Ce concept pour le moins futuriste vient de franchir une étape de plus vers la réalité.

Des scientifiques de l'institut de technologie de Californie ont lancé un engin, le Space Solar Power Demonstrator (SSPD), dont l’objectif est de tester comment on pourrait générer de l'énergie solaire en orbite et ensuite transmettre sans fil cette énergie à la Terre.

Le SSPD, qui ne pèse que 50 kilogrammes, a été fixé sur un engin spatial Momentus Vigoride qui a ensuite été transporté dans l'espace par une fusée SpaceX le 3 janvier. Après avoir atteint l'altitude optimale dans les 10 minutes suivant le lancement, le vaisseau Momentus a été déployé.

Des chercheurs posent devant le module Momentus Vigoride. (Source : California Institute of Technology)

Convertir les micro-ondes en électricité

Lorsque la lumière du Soleil frappe les cellules photovoltaïques du SSPD, la lumière est convertie en micro-ondes voyageant jusqu'aux antennes sur Terre. Celles-ci transforment ensuite les micro-ondes en électricité.

L'équipe de recherche affirme que la transmission par micro-ondes est sans risque, puisqu’il s'agit d'une forme de rayonnement non ionisant. Cela signifie qu'elle ne peut pas enlever un électron d'un atome ou d'une molécule ni endommager l'ADN.

« Les rayonnements non ionisants à la surface (de la Terre) sont nettement moins nocifs que les rayons du soleil », a déclaré Ali Hakimiri, professeur à Caltech et codirecteur du SSPP, dans un communiqué de presse publié en octobre.

Défis et objectifs

L'un des principaux objectifs de recherche du SSPD est d'étudier comment une structure mesurant environ deux mètres de diamètre pourrait éventuellement être mise à l'échelle d'une constellation d'un kilomètre pour former un système électrique principal.

Deux autres objectifs sont d'analyser les performances des transmetteurs de micro-ondes et de 32 types différents de cellules photovoltaïques dans des conditions spatiales éprouvantes sur une période de six mois.

Parmi les principaux défis évalués par l’équipe, citons le coût de lancement des panneaux solaires, qui sont encombrants et relativement lourds. Il y a aussi la nécessité d'un câblage important pour transmettre l'énergie vers la Terre. Pour contourner ces obstacles, des matériaux composites ultrafins ont été conçus afin que le SSPD demeure léger, rentable et suffisamment résistant pour supporter les voyages dans l'espace.

Les caméras attachées au SSPD sont surveillées par les chercheurs qui vont réaliser une évaluation complète dans plusieurs mois. (Source: California Institute of Technology)

« Quoi qu'il arrive, ce prototype constitue une avancée majeure, » a déclaré M. Hajimiri dans un récent communiqué de presse.

L'équipe de recherche estime que les principaux avantages de cette technologie sont l'approvisionnement illimité en énergie solaire, à une intensité plus élevée et sans interruptions causées par les changements de saison ou les nuages.

L'équipe veut lancer à terme une constellation de centrales orbitales modulaires qui produiront de l'énergie pour de nombreuses régions du monde, notamment dans les endroits qui n'ont pas accès à des sources d'électricité fiables.

C’est un secteur en balbutiement, mais plusieurs acteurs effectuent déjà des recherches et développent des technologies d'énergie solaire dans l'espace (SBSP). Les gouvernements fédéraux de la Chine, du Royaume-Uni et des États-Unis en sont à divers stades de l'étude et du développement de centrales orbitales. Des entreprises privées, telles qu'Airbus, expérimentent également la transmission d'énergie sur de petites distances.

Image bannière: illustration du Space Solar Power Demonstrator (Source : California Institute of Technology)

Selon un article par Isabella O'Malley, journaliste à The Weather Network.