Os discos solares que podem garantir energia à Terra a partir do espaço:

As tecnologiasenergia renovável se desenvolveram drasticamente nos últimos anos, com maior eficiência e menor custo. Mas uma grande barreira paraadoção é o fatoque não fornecem um abastecimento constanteenergia. As fazendas eólicas e solares produzem energia apenas quando o vento sopra ou o sol brilha — mas precisamoseletricidade 24 horas por dia, todos os dias.

Em última análise, precisamosuma formaarmazenar energiagrande escala antesfazer a troca para fontes renováveis.

Benefícios do espaço

Uma possível maneiracontornar isso seria gerar energia solar no espaço. Há muitas vantagens nisso. Uma estaçãoenergia solar baseada no espaço poderia orbitar a face do Sol 24 horas por dia. A atmosfera da Terra também absorve e reflete parte da luz do Sol,modo que as células fotovoltaicas acima da atmosfera vão receber mais luz solar e produzir mais energia.

Mas um dos principais desafios a serem vencidos é como montar, lançar e implantar estruturas tão grandes. Uma única estaçãoenergia solar pode ter que cobrir 10 km2 — o equivalente a 1,4 mil camposfutebol. Usar materiais leves também será fundamental, já que a maior despesa será o custolançar a estação ao espaçoum foguete.

Uma solução proposta é desenvolver uma sériemilharessatélites menores que vão se unir e se configurar para formar um único grande gerador solar. Em 2017, pesquisadores do InstitutoTecnologia da Califórnia (Caltech) esboçaram designs para uma estaçãoenergia modular, consistindomilharestelhascélulas fotovoltaicas ultraleves. Eles também apresentaram um protótipotelha que pesa apenas 280g por metro quadrado, semelhante ao pesoum cartão.

Recentemente, avanços nos processosfabricação, como a impressão 3D, também estão sendo analisados no que se refere ao seu potencial para energia espacial. Na UniversidadeLiverpool, no Reino Unido, estamos explorando novas técnicas para imprimir células fotovoltaicas ultralevesvelas solares.

Uma vela solar é uma membrana dobrável, leve e altamente refletora, capazaproveitar o efeito da pressão da radiação do Sol para impulsionar uma espaçonave sem combustível. Estamos explorando como incorporar células fotovoltaicasestruturasvelas para criar grandes estaçõesenergia sem combustível.

Esses métodos nos permitiriam construir as usinasenergia no espaço. Na verdade, um dia poderá ser possível fabricar e implantar unidades no espaço a partir da Estação Espacial Internacional ou da futura estação lunar, chamada Gateway, que orbitará a Lua. Esses dispositivos poderiam, na verdade, ajudar a fornecer energia à Lua.

As possibilidades não param por aí. Embora atualmente dependamosmateriais da Terra para construir usinasenergia, os cientistas também estão considerando o usorecursos do espaço para a fabricação das mesmas, como materiais encontrados na Lua.

Mas um dos maiores desafios pela frente será fazer com que a energia seja transmitidavolta à Terra. O plano é converter a eletricidade das células fotovoltaicasondasenergia e usar campos eletromagnéticos para transferi-los para uma antena na superfície da Terra. A antena converteria então as ondasvoltaeletricidade.

Pesquisadores liderados pela AgênciaExploração Aeroespacial do Japão já desenvolveram designs e apresentaram um sistema orbital que deve ser capazfazer isso.

Ainda há muito trabalho a ser feito nessa área, mas o objetivo é que as usinas solares no espaço se tornem uma realidade nas próximas décadas.

Pesquisadores na China desenvolveram um sistema chamado Omega, que eles pretendem que esteja operacional2050. Esse sistema deve ser capazfornecer 2 GWenergia à rede da Terraseu picodesempenho, o que é uma quantidade enorme. Para produzir tanta energia com painéis solares na Terra, você precisariamaisseis milhões deles.

Satélitesenergia solar menores, como aqueles projetados para abastecer os rovers (veículos robóticos) lunares, podem estar operacionais mais cedo ainda.

Em todo o mundo, a comunidade científica está dedicando tempo e esforço ao desenvolvimentousinas solares no espaço. Nossa esperança é que um dia elas possam ser uma ferramenta vitalnossa luta contra as mudanças climáticas.

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*Amanda Jane Hughes é professoraengenhariaenergia na UniversidadeLiverpool, no Reino Unido, ondepesquisa inclui o designcélulas fotovoltaicas e instrumentos ópticos.

Stefania Soldini é professoraengenharia aeroespacial também na UniversidadeLiverpool, eáreaespecialização engloba simulações numéricas para design e orientaçãomissões espaciais, navegação e controle, asteroides e missõesvelas solares.

Este artigo foi publicado originalmente no sitenotícias acadêmicas The Conversation e republicado aqui sob uma licença Creative Commons.

Leia a versão original desta reportagem (em inglês) no site BBC Future .

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