الطاقة الشمسية الفضائية

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 15 صور
الموسوعة الحرة
مفهوم ناسا للمُركِّز المتناظر المتكامل SPS
مخطط تفصيلي خطوة بخطوة حول الطاقة الشمسية الفضائية.

الطاقة الشمسية الفضائية ( SBSP أو SSP ) هي مفهوم جمع الطاقة الشمسية في الفضاء الخارجي باستخدام أقمار صناعية مخصصة للطاقة الشمسية (SPS) وتوزيعها على الأرض . تشمل مزاياها جمع كميات أكبر من الطاقة نظرًا لقلة انعكاسها وامتصاصها بواسطة الغلاف الجوي ، وقلة الليل، وإمكانية توجيهها بشكل أفضل نحو الشمس. تقوم أنظمة الطاقة الشمسية الفضائية بتحويل ضوء الشمس إلى شكل آخر من أشكال الطاقة (مثل الموجات الدقيقة ) التي يمكن نقلها عبر الغلاف الجوي إلى أجهزة استقبال على سطح الأرض.

في سبعينيات القرن الماضي، روّجت جماعات مثل جمعية L5 للطاقة الشمسية الفضائية لتوفير الطاقة المدنية. وسرعان ما أدركت هذه الجماعات إمكانات هذه التقنية كسلاح طاقة موجهة للدفاع الصاروخي الباليستي . وقد شكّل هذا الاستخدام المزدوج مبادرة الدفاع الاستراتيجي (SDI) في ثمانينيات القرن الماضي، والتي كان من أبرز مهندسيها، بمن فيهم الفيزيائي لويل وود ، من أوائل أعضاء جمعية L5. [ 1 ] ولا يزال توليد الطاقة المدارية ونقل الطاقة الموجهة يحظيان بالتمويل اللازم لأنظمة الدفاع الصاروخي الحديثة، كما هو الحال في برنامج القبة الذهبية 2025. [ 2 ]

في مايو 2020، أجرى مختبر الأبحاث البحرية الأمريكي أول اختبار له لتوليد الطاقة الشمسية في قمر صناعي. [ 3 ] وفي أغسطس 2021، أعلن معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك) عن نيته إطلاق مصفوفة اختبارية للطاقة الشمسية الفضائية بحلول عام 2023، وكشف في الوقت نفسه أن دونالد برين وزوجته بريجيت، وكلاهما من أمناء كالتك، كانا يمولان مشروع الطاقة الشمسية الفضائية التابع للمعهد منذ عام 2013، بتبرعات تجاوزت 100 مليون دولار. [ 4 ] [ 5 ] وقد أثبت مشروع MAPLE التابع لكالتك بنجاح إمكانية بث الطاقة إلى الأرض في عام 2023. [ 5 ] وقد بثّ MAPLE طاقة إشعاعية متساوية الخواص فعالة (EIRP) تبلغ 3.2 واط (+35 ديسيبل ميلي واط)، وهي أقل بكثير من الكيلوواط النموذجية لأقمار الاتصالات التجارية. [ 6 ] وبلغت كمية الطاقة التي تم رصدها على الأرض حوالي -45 ديسيبل ميلي واط، أو أقل من عُشر الميكروواط. [ 6 ]

تاريخ

يوجه شعاع ليزر تجريبي نقل طاقة الميكروويف إلى هوائي مقوم

في عام 1941، نشر كاتب الخيال العلمي إسحاق أسيموف قصته القصيرة " السبب "، التي تدور حول محطة فضائية تنقل الطاقة المُجمّعة من الشمس إلى كواكب مختلفة. استُخدمت الألواح الشمسية على المركبات الفضائية منذ عام 1958، عندما استخدمتها مركبة فانغارد 1 لتشغيل أحد أجهزة الإرسال اللاسلكي الخاصة بها؛ ومع ذلك، يُستخدم المصطلح (والاختصارات) المذكورة أعلاه عمومًا في سياق نقل الطاقة على نطاق واسع لاستخدامها على الأرض. وُصف مفهوم نظام الطاقة الشمسية عبر الأقمار الصناعية (SBSP)، المعروف أصلاً باسم نظام الطاقة الشمسية عبر الأقمار الصناعية (SSPS)، لأول مرة في نوفمبر 1968. [ 7 ] في عام 1973، مُنح بيتر غلاسر براءة اختراع أمريكية رقم 3,781,647 لطريقته في نقل الطاقة عبر مسافات طويلة (مثلًا من نظام الطاقة الشمسية عبر الأقمار الصناعية إلى سطح الأرض) باستخدام الموجات الدقيقة من هوائي كبير (يصل حجمه إلى كيلومتر مربع واحد) على القمر الصناعي إلى هوائي أكبر بكثير، يُعرف الآن باسم هوائي التقويم (rectenna )، على الأرض. [ 8 ]

كان غلاسر آنذاك نائبًا للرئيس في شركة آرثر دي ليتل . وقّعت وكالة ناسا عقدًا مع شركة آرثر دي ليتل لقيادة أربع شركات أخرى في دراسة أوسع نطاقًا عام 1974. وخلصت الدراسة إلى أنه على الرغم من وجود عدة مشاكل رئيسية في الفكرة  - أبرزها تكلفة وضع المواد المطلوبة في المدار وقلة الخبرة في مشاريع بهذا الحجم في الفضاء  - إلا أنها أظهرت إمكانات واعدة تستحق المزيد من البحث والتقصي. [ 9 ]

تطوير وتقييم المفاهيم

تصور فني لقمر صناعي للطاقة الشمسية في موقعه. يظهر في الصورة تجميع هوائي إرسال الموجات الميكروية. كان من المقرر وضع القمر الصناعي في مدار متزامن مع الأرض، على ارتفاع 35,786 كيلومترًا (22,236 ميلًا) فوق سطح الأرض. ناسا 1976 

بين عامي 1978 و1986، أذن الكونغرس لوزارة الطاقة الأمريكية ووكالة ناسا بإجراء دراسة مشتركة حول هذا المفهوم. وقد نظمتا برنامج تطوير وتقييم مفهوم نظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية. [ 10 ] [ 11 ] ولا تزال هذه الدراسة الأكثر شمولاً التي أُجريت حتى الآن (بميزانية قدرها 50 مليون دولار). [ 12 ] وقد نُشرت عدة تقارير تبحث في الجدوى الهندسية لمثل هذا المشروع، ومنها:

  • متطلبات الموارد (المواد الحيوية والطاقة والأراضي) [ 13 ]
  • سيناريوهات مالية/إدارية [ 14 ] [ 15 ]
  • القبول العام [ 16 ]
  • اللوائح الحكومية والمحلية المطبقة على مرافق هوائيات استقبال الموجات الدقيقة لنظام الطاقة الفضائية [ 17 ]
  • مشاركة الطلاب [ 18 ]
  • إمكانات الليزر لنقل الطاقة في SBSP [ 19 ]
  • الاتفاقيات الدولية [ 20 ] [ 21 ]
  • المركزية/اللامركزية [ 22 ]
  • رسم خرائط مناطق الاستبعاد لمواقع الهوائيات المقيدة [ 23 ]
  • القضايا الاقتصادية والديموغرافية المتعلقة بالانتشار [ 24 ]
  • بعض الأسئلة والأجوبة [ 25 ]
  • التأثيرات المناخية على انتشار شعاع الليزر والليزر المضخ بالطاقة الشمسية المباشرة [ 26 ]
  • تجربة التوعية العامة [ 27 ]
  • ملخص وتقييم فني لنقل واستقبال الطاقة [ 28 ]
  • النقل الفضائي [ 29 ]

إيقاف التشغيل

لم يُستكمل المشروع مع تغيير الإدارات بعد انتخابات الولايات المتحدة عام 1980. وخلص مكتب تقييم التكنولوجيا إلى أنه "لا تزال المعلومات المتوفرة حاليًا حول الجوانب التقنية والاقتصادية والبيئية لأنظمة الحماية الشمسية محدودة للغاية، ما يحول دون اتخاذ قرار سليم بشأن المضي قدمًا في تطويرها ونشرها. إضافةً إلى ذلك، فإن أي برنامج تجريبي لأنظمة الحماية الشمسية أو برنامج للتحقق من هندسة النظم، دون إجراء المزيد من البحوث، سيُمثل مشروعًا عالي المخاطر." [ 30 ]

إلى جانب التكلفة، يطرح مشروع الطاقة الشمسية عبر الأقمار الصناعية (SBSP) عدة تحديات تقنية، منها مشكلة نقل الطاقة من المدار. ونظرًا لعدم جدوى مدّ أسلاك من سطح الأرض إلى قمر صناعي يدور في مداره باستخدام التقنيات الحالية، فإن تصاميم SBSP تتضمن عادةً نقل الطاقة لاسلكيًا مع ما يصاحب ذلك من أوجه قصور في التحويل، فضلًا عن اعتبارات استخدام الأراضي لمحطات الهوائيات التي تستقبل الطاقة على سطح الأرض. يقوم القمر الصناعي المُستقبِل بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، وتشغيل مُرسِل موجات ميكروية أو باعث ليزر ، ثم ينقل هذه الطاقة إلى مُجمِّع (أو هوائي مُقوِّم للموجات الميكروية ) على سطح الأرض. وخلافًا لما يُصوَّر في الأعمال الخيالية، تقترح معظم التصاميم كثافات طاقة شعاعية غير ضارة في حال تعرض البشر لها عن غير قصد ، كما لو انحرف شعاع قمر صناعي مُرسِل عن مساره. إلا أن الحجم الهائل اللازم لهوائيات الاستقبال سيظل يتطلب مساحات شاسعة من الأراضي بالقرب من المستخدمين النهائيين. قد يصبح العمر الافتراضي لأجهزة التجميع الفضائية في مواجهة التعرض طويل الأمد لبيئة الفضاء، بما في ذلك التدهور الناتج عن الإشعاع وأضرار النيازك الدقيقة ، مصدر قلق أيضًا لبرنامج SBSP.

اعتبارًا من عام 2020، يتم السعي بنشاط إلى تطوير SBSP من قبل اليابان والصين [ 31 ] وروسيا والهند والمملكة المتحدة [ 32 ] والولايات المتحدة ووكالة الفضاء الأوروبية.

في عام 2008، أصدرت اليابان قانونها الأساسي للفضاء الذي جعل الطاقة الشمسية الفضائية هدفاً وطنياً. [ 33 ] ولدى وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (جاكسا) خارطة طريق لتطوير الطاقة الشمسية الفضائية التجارية.

في عام 2015، عرضت الأكاديمية الصينية لتكنولوجيا الفضاء (CAST) خارطة طريقها في المؤتمر الدولي لتطوير الفضاء. وفي فبراير 2019، أفادت صحيفة العلوم والتكنولوجيا اليومية (科技日报، كيجي ريباو)، الجريدة الرسمية لوزارة العلوم والتكنولوجيا في جمهورية الصين الشعبية ، ببدء إنشاء قاعدة اختبار في منطقة بيشان بمدينة تشونغتشينغ. ونُقل عن نائب رئيس الأكاديمية، لي مينغ، قوله إن الصين تتوقع أن تكون أول دولة تبني محطة طاقة شمسية فضائية عاملة ذات قيمة عملية. وأُفيد بأن العلماء الصينيين يخططون لإطلاق عدة محطات طاقة فضائية صغيرة ومتوسطة الحجم بين عامي 2021 و2025. [ 34 ] [ 35 ] وفي ديسمبر 2019، ذكرت وكالة أنباء شينخوا أن الصين تخطط لإطلاق محطة طاقة شمسية فضائية صغيرة الحجم (SBSP) تزن 200 طن، قادرة على توليد ميغاواط من الكهرباء للأرض بحلول عام 2035. [ 36 ]

في عام ١٩٩٧، أجرت وكالة ناسا دراسة "نظرة جديدة" لفحص الوضع الحالي لجدوى الطاقة الشمسية الفضائية. وفي تقييمها "للتغيرات التي طرأت منذ دراسة وزارة الطاقة الأمريكية"، أكدت ناسا أن "السياسة الفضائية الوطنية الأمريكية تدعو ناسا الآن إلى استثمار مبالغ كبيرة في التكنولوجيا (وليس في مركبة فضائية محددة) لخفض تكاليف النقل من الأرض إلى المدار بشكل كبير. وهذا، بطبيعة الحال، شرط أساسي للطاقة الشمسية الفضائية." [ ٣٧ ]

في المقابل، ادعى بيت ووردن من وكالة ناسا أن الطاقة الشمسية الفضائية أغلى بنحو خمسة أضعاف من الطاقة الشمسية المولدة من صحراء أريزونا، حيث تمثل تكلفة نقل المواد إلى المدار الجزء الأكبر من التكلفة. ووصف ووردن الحلول الممكنة بأنها مجرد تكهنات ولن تكون متاحة لعقود على أقرب تقدير. [ 38 ]

في 2 نوفمبر 2012، اقترحت الصين تعاونًا فضائيًا مع الهند أشارت فيه إلى مبادرة الطاقة الشمسية الفضائية، "حتى تتمكن كل من الهند والصين من العمل على شراكة طويلة الأمد مع التمويل المناسب إلى جانب الدول الأخرى الراغبة في ارتياد الفضاء لجلب الطاقة الشمسية الفضائية إلى الأرض." [ 39 ]

برنامج البحث الاستكشافي والتكنولوجيا

مفهوم مُركِّز SERT المتناظر المتكامل SPS. ناسا

في عام 1999، أطلقت وكالة ناسا برنامجها البحثي والتكنولوجي الاستكشافي للطاقة الشمسية الفضائية (SERT) للأغراض التالية: [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ]

  • إجراء دراسات تصميمية لمفاهيم مختارة لعرض الطيران.
  • تقييم الدراسات المتعلقة بالجدوى العامة والتصميم والمتطلبات.
  • قم بإنشاء تصميمات مفاهيمية للأنظمة الفرعية التي تستخدم تقنيات SSP المتقدمة لتحقيق فائدة في التطبيقات الفضائية أو الأرضية المستقبلية.
  • صياغة خطة عمل أولية للولايات المتحدة (بالتعاون مع الشركاء الدوليين) لتنفيذ مبادرة تكنولوجية طموحة.
  • وضع خرائط طريق لتطوير التكنولوجيا وعرضها لعناصر الطاقة الشمسية الفضائية الحيوية.

شرع فريق SERT في تطوير مفهوم قمر صناعي للطاقة الشمسية (SPS) لنظام طاقة فضائي مستقبلي بقدرة جيجاوات ، لتوفير الطاقة الكهربائية عن طريق تحويل طاقة الشمس وبثها إلى سطح الأرض، وقدم مسارًا تطويريًا مفاهيميًا يستفيد من التقنيات الحالية. اقترح SERT هيكلًا رقيقًا قابلًا للنفخ يعمل بالخلايا الكهروضوئية مزودًا بعدسات مُركِّزة أو محركات حرارية شمسية لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء. درس البرنامج أنظمة في مدار متزامن مع الشمس ومدار متزامن مع الأرض . من بين استنتاجات SERT:

  • من المرجح أن يستمر الطلب العالمي المتزايد على الطاقة لعقود عديدة، مما سيؤدي إلى بناء محطات طاقة جديدة بجميع الأحجام.
  • قد يكون التأثير البيئي لتلك المصانع وتأثيرها على إمدادات الطاقة العالمية والعلاقات الجيوسياسية أمراً إشكالياً.
  • تُعد الطاقة المتجددة نهجاً مقنعاً، سواء من الناحية الفلسفية أو الهندسية.
  • تعاني العديد من مصادر الطاقة المتجددة من محدودية قدرتها على توفير الطاقة الأساسية اللازمة للتنمية الصناعية العالمية والازدهار بأسعار معقولة، وذلك بسبب متطلباتها المتأصلة من الأراضي والمياه.
  • استناداً إلى دراسة تعريف المفهوم الخاصة بهم، قد تكون مفاهيم الطاقة الشمسية الفضائية جاهزة لإعادة طرحها في النقاش.
  • لم يعد ينبغي تصور أقمار الطاقة الشمسية على أنها تتطلب استثمارات أولية ضخمة لا يمكن تصورها في البنية التحتية الثابتة قبل أن يبدأ إنشاء محطات الطاقة الإنتاجية.
  • يبدو أن أنظمة الطاقة الشمسية الفضائية تمتلك عدداً من المزايا البيئية الهامة عند مقارنتها بالأساليب البديلة.
  • تعتمد الجدوى الاقتصادية لأنظمة الطاقة الشمسية الفضائية على عوامل متعددة والنجاح في تطوير تقنيات جديدة متنوعة (أهمها توفر إمكانية الوصول إلى الفضاء بتكلفة أقل بكثير مما كان متاحًا سابقًا)؛ ومع ذلك، يمكن قول الشيء نفسه عن خيارات تقنيات الطاقة المتقدمة الأخرى.
  • قد تبرز الطاقة الشمسية الفضائية كخيار جدي من بين الخيارات المتاحة لتلبية احتياجات الطاقة في القرن الحادي والعشرين. [ 44 ]
  • تتطلب أنظمة الدفع الفضائية (SPS) تكاليف إطلاق تتراوح بين 100 و200 دولار أمريكي لكل كيلوغرام من الحمولة من مدار أرضي منخفض إلى مدار متزامن مع الأرض ، وذلك لكي تكون مجدية اقتصادياً. [ 12 ]

وكالة استكشاف الفضاء اليابانية

نشرت مجلة IEEE Spectrum في مايو 2014 مقالاً مطولاً بعنوان "الشمس مشرقة دائماً في الفضاء" بقلم سوسومو ساساكي. [ 45 ] وجاء في المقال: "لطالما كان موضوعاً للعديد من الدراسات السابقة وجزءاً من الخيال العلمي لعقود، لكن الطاقة الشمسية الفضائية قد تصبح أخيراً حقيقة واقعة - وفي غضون 25 عاماً، وفقاً لاقتراح من باحثين في وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA) ومقرها طوكيو ."

أعلنت وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (جاكسا) في 12 مارس 2015 أنها نقلت لاسلكيًا 1.8 كيلوواط لمسافة 50 مترًا إلى جهاز استقبال صغير، وذلك بتحويل الكهرباء إلى موجات ميكروية ثم إعادتها إلى كهرباء. هذه هي الخطة القياسية لهذا النوع من الطاقة. [ 46 ] [ 47 ] وفي 12 مارس 2015، عرضت شركة ميتسوبيشي للصناعات الثقيلة نقل 10 كيلوواط من الطاقة إلى وحدة استقبال تقع على بُعد 500 متر. [ 48 ]

تدفق الأثير

شركة إيثر فلوكس، الممولة برأس مال استثماري قدره 50 مليون دولار أمريكي، تركز على نقل الطاقة الشمسية. وتخطط الشركة لإنشاء كوكبة من الأقمار الصناعية الصغيرة في مدار أرضي منخفض ، باستخدام أشعة الليزر تحت الحمراء. يبلغ قطر المحطات الأرضية حوالي 5-10 أمتار (16-33 قدمًا) . وتتلقى الشركة دعمًا جزئيًا خلال هذه السنة المالية من صندوق تحسين القدرات التشغيلية للطاقة التابع لوزارة الدفاع الأمريكية . [ 49 ] وقد تحولت إيثر فلوكس إلى مراكز البيانات الفضائية في ديسمبر 2025.  

المزايا والعيوب

المزايا

يُعد مفهوم محطات الطاقة الشمسية الصغيرة جذابًا لأن الفضاء يتمتع بالعديد من المزايا الرئيسية مقارنة بسطح الأرض فيما يتعلق بتجميع الطاقة الشمسية:

  • يكون الوقت دائماً وقت الظهيرة الشمسية في الفضاء، والشمس ساطعة.
  • تستطيع الأسطح المُجمِّعة استقبال أشعة شمس أكثر كثافة، نظرًا لغياب العوائق مثل الغازات الجوية والغيوم والغبار وغيرها من الظواهر الجوية. ونتيجةً لذلك، تبلغ شدة الإشعاع في المدار حوالي 144% من أقصى شدة يمكن بلوغها على سطح الأرض.
  • يمكن إضاءة القمر الصناعي لأكثر من 99% من الوقت، وأن يكون في ظل الأرض لمدة أقصاها 72 دقيقة فقط في الليلة الواحدة خلال الاعتدالين الربيعي والخريفي عند منتصف الليل بالتوقيت المحلي. [ 50 ] تتعرض الأقمار الصناعية في مداراتها لمستويات عالية من الإشعاع الشمسي بشكل مستمر ، عادةً لمدة 24 ساعة يوميًا، بينما تجمع الألواح الشمسية على سطح الأرض الطاقة حاليًا لمدة 29% فقط من اليوم في المتوسط. [ 51 ]
  • يمكن إعادة توجيه الطاقة بسرعة نسبية مباشرة إلى المناطق الأكثر احتياجاً إليها. ويمكن لقمر صناعي جامع للطاقة أن يوجه الطاقة عند الطلب إلى مواقع سطحية مختلفة بناءً على احتياجات الطاقة الأساسية أو احتياجات ذروة الأحمال الجغرافية .
  • تقليل التداخل بين النباتات والحياة البرية .
  • لا تُصدر محطات الطاقة الشمسية الفضائية غازات دفيئة على عكس محطات النفط والغاز والإيثانول والفحم. كما أن الطاقة الشمسية الفضائية لا تعتمد على موارد المياه العذبة الشحيحة ولا تتنافس معها، على عكس محطات الفحم والطاقة النووية. [ 52 ]
  • تُنتج الطاقة الشمسية الكهروضوئية أربعين ضعف ما تُنتجه الألواح الشمسية، ولا تُنتج أي نفايات خطرة تقريبًا في بيئتنا. كما أنها تُتيح توليد الكهرباء بشكل مستمر، على مدار الساعة، لمدة 99% من السنة. [ 53 ]
  • إذا شكلت الطاقة النظيفة التي يتم توفيرها من الطاقة الشمسية الفضائية 5% فقط من استهلاكنا الوطني للطاقة، فسيتم تقليل بصمتنا الكربونية بشكل كبير. [ 54 ]

العيوب

كما أن مفهوم SBSP ينطوي على عدد من المشاكل:

  • التكلفة الباهظة لإطلاق قمر صناعي إلى الفضاء.
  • تتطلب البصريات الميكروية قدرةً هائلةً (جيجاوات) للتعويض عن تشتت حزمة قرص آيري . عادةً،  يتسع قرص قطره كيلومتر واحد في مدار متزامن مع الأرض، ويبث بتردد 2.45  جيجاهرتز، ليصل مداه إلى 10  كيلومترات عند مسافة الأرض. [ 55 ]
  • عدم القدرة على حصر نقل الطاقة ضمن زوايا شعاع ضيقة للغاية. على سبيل المثال، يلزم شعاع بزاوية 0.002 درجة (7.2 ثانية قوسية) للبقاء ضمن نطاق هوائي استقبال قطره كيلومتر واحد من الارتفاع الثابت بالنسبة للأرض. أما أنظمة نقل الطاقة اللاسلكية الاتجاهية الأكثر تطورًا حتى عام 2019، فتوزع عرض شعاعها الذي يغطي نصف الطاقة على مساحة لا تقل عن 0.9 درجة قوسية. [ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ]
  • صعوبة الوصول: صيانة الألواح الشمسية الأرضية بسيطة نسبيًا، بينما يتطلب بناء وصيانة الألواح الشمسية في الفضاء عادةً استخدام الروبوتات عن بُعد. إضافةً إلى التكلفة، يتعرض رواد الفضاء العاملون في المدار الجغرافي الثابت لمخاطر إشعاعية عالية غير مقبولة ومخاطر أخرى، وتكلف المهمة نفسها حوالي ألف ضعف تكلفتها عند تنفيذها عن بُعد.
  • بيئة الفضاء قاسية؛ وتتعرض الألواح الكهروضوئية (إن استخدمت) لتدهور يفوق ثمانية أضعاف ما تتعرض له على الأرض (باستثناء المدارات المحمية بالغلاف المغناطيسي). [ 60 ]
  • تُشكل الحطام الفضائي خطرًا كبيرًا على الأجسام الكبيرة في الفضاء، لا سيما الهياكل الضخمة مثل أنظمة SBSP التي تعبر الحطام على ارتفاع أقل من 2000  كيلومتر. في عام 1978، حذر عالم الفيزياء الفلكية دونالد ج. كيسلر من سلسلة تصادمات ذاتية الانتشار أثناء تجميع وحدات SPS في المدار الأرضي المنخفض، والتي تُعرف الآن باسم متلازمة كيسلر . [ 61 ] [ 62 ] يقل خطر التصادم بشكل كبير في المدار الأرضي الثابت، حيث تتحرك جميع الأقمار الصناعية في نفس الاتجاه وبسرعة متقاربة.
  • يتطلب تردد بث وصلة الميكروويف الهابطة (إن استُخدمت) عزل أنظمة SBSP عن الأقمار الصناعية الأخرى. ويُعدّ الفضاء الجغرافي الثابت (GEO) مُستغلاً بشكل جيد بالفعل، وسيتطلب ذلك التنسيق مع قطاع الاتصالات الراديوية التابع للاتحاد الدولي للاتصالات (ITU-R) . [ 63 ]
  • حجم محطة الاستقبال الأرضية الكبير وتكلفتها الباهظة. وقدّر الباحث كيث هينسون من مشروع SBSP التكلفة بمليار دولار لمحطة بقدرة 5 جيجاواط .
  • فقدان الطاقة خلال عدة مراحل من التحويل من الفوتونات إلى الإلكترونات ثم إلى الفوتونات ثم العودة إلى الإلكترونات. [ 64 ] [ 65 ]
  • يُعدّ التخلص من الحرارة المهدرة في أنظمة الطاقة الفضائية أمرًا صعبًا في الأساس، ولكنه يصبح بالغ الصعوبة عندما تُصمّم المركبة الفضائية بأكملها لامتصاص أكبر قدر ممكن من الإشعاع الشمسي. وقد تتداخل أنظمة التحكم الحراري التقليدية في المركبات الفضائية، مثل الشفرات الإشعاعية، مع حجب الألواح الشمسية أو أجهزة إرسال الطاقة.
  • تكاليف إيقاف التشغيل: من المرجح أن تكون تكلفة إخراج الأقمار الصناعية من مداراتها عند انتهاء عمرها التشغيلي كبيرة ، وذلك لمنعها من تفاقم مشكلة الحطام الفضائي المداري نتيجة اصطدامها بالكويكبات والمذنبات والكواكب [ 66 ] . وبينما يصعب تقدير التكلفة المستقبلية لتوفير دلتا-في (ΔV) ، فإن مقدار دلتا-في اللازم لنقل قمر صناعي من المدار الثابت بالنسبة للأرض (GEO) إلى المدار الثابت بالنسبة للأرض (GTO) يبلغ 1472  م/ث² . وإذا كان القمر الصناعي المتفكك سيطلق مواد كيميائية خطرة في الغلاف الجوي للأرض عند دخوله الغلاف الجوي، فيجب حينها احتساب النفقات الإضافية لتفكيك القمر الصناعي وإخراج المكونات الخطرة بيئيًا من مدار المركبة الفضائية المزودة بإمكانية خفض الكتلة ، ضمن تكاليف إيقاف التشغيل.
  • بما أن هذه الأنظمة ستكون في الفضاء، فمن البديهي أنه لن يكون بالإمكان التحكم بها يدويًا. سيحتاج الباحثون إلى ابتكار طريقة لصيانة هذه الأنظمة بشكل مستقل، الأمر الذي قد يُثير بعض المشكلات التقنية. [ 67 ]
  • كما أظهرت الأبحاث أن زيادة عدد السكان يمكن أن تزيد من الازدحام، وقد تتسبب في نهاية المطاف في ظهور قطع من الحطام المداري ، وهو ما تم استنتاجه من اختبار أجرته الصين على قمرها الصناعي. [ 68 ]

تصميم

تصور فني لقرص شمسي فوق مركبة سحب فضائية تعمل بالطاقة الكهربائية من مدار أرضي منخفض إلى مدار أرضي ثابت .

تتكون الطاقة الشمسية الفضائية بشكل أساسي من ثلاثة عناصر: [ 69 ]

  1. تجميع الطاقة الشمسية في الفضاء باستخدام عاكسات أو مرايا قابلة للنفخ على الخلايا الشمسية أو السخانات للأنظمة الحرارية
  2. نقل الطاقة لاسلكيًا إلى الأرض عبر الموجات الدقيقة أو الليزر
  3. استقبال الطاقة على الأرض عبر هوائي مقوم ، وهو هوائي للموجات الدقيقة

لن يحتاج الجزء الفضائي إلى مقاومة الجاذبية (باستثناء إجهادات المد والجزر الضعيفة نسبيًا). كما أنه لا يحتاج إلى حماية من الرياح أو الأحوال الجوية الأرضية، ولكنه سيواجه مخاطر الفضاء مثل النيازك الدقيقة والتوهجات الشمسية . دُرست طريقتان أساسيتان لتحويل الطاقة: الخلايا الكهروضوئية والطاقة الشمسية الديناميكية . ركزت معظم تحليلات أنظمة الطاقة الشمسية الفضائية على التحويل الكهروضوئي باستخدام الخلايا الشمسية التي تحول ضوء الشمس مباشرةً إلى كهرباء. أما الطاقة الشمسية الديناميكية فتستخدم المرايا لتركيز الضوء على غلاية. ويمكن أن يقلل استخدام الطاقة الشمسية الديناميكية من الكتلة لكل واط. وقد اقتُرح نقل الطاقة لاسلكيًا في وقت مبكر كوسيلة لنقل الطاقة من نقطة التجميع إلى سطح الأرض، باستخدام إشعاع الميكروويف أو الليزر بترددات متنوعة.

نقل الطاقة بالميكروويف

في عام 1964، وخلال برنامج والتر كرونكايت الإخباري على شبكة سي بي إس ، عرض ويليام سي. براون نموذجًا لطائرة هليكوبتر تعمل بالطاقة الميكروية ، حيث كانت تتلقى كامل الطاقة اللازمة للطيران من شعاع ميكروي. وبين عامي 1969 و1975، شغل بيل براون منصب المدير الفني لبرنامج تابع لشركة رايثيون في مختبر الدفع النفاث ، والذي كان ينقل طاقة بقدرة 30 كيلوواط لمسافة ميل واحد (1.6 كيلومتر) بكفاءة 9.6%. [ 70 ] [ 71 ] 

يتسع نطاق الشعاع بسبب الانعراج. عند تردد 2.45  جيجاهرتز، يمتد هوائي إرسال ذو مصفوفة طورية بطول كيلومتر واحد في المدار الجغرافي الثابت إلى  قطر يبلغ حوالي 10 كيلومترات حتى الحلقة الصفرية الأولى. [ 72 ] تبلغ كفاءة الإرسال الإجمالية حوالي 50%، وتعتمد على عدد من العوامل.

لقد أثبتت التجارب القائمة في غولدستون بكاليفورنيا (1975) [ 71 ] [ 73 ] [ 74 ] وغراند باسين في جزيرة ريونيون (1997) [ 75 ] قدرة نقل الطاقة بالميكروويف التي تصل إلى عشرات الكيلوواط.

مقارنة بين نقل الطاقة بالليزر والميكروويف. رسم تخطيطي لوكالة ناسا

في الآونة الأخيرة، نجح فريق بقيادة جون سي . مانكينز في إثبات إمكانية نقل الطاقة عبر الموجات الميكروية، بالتزامن مع استغلال الطاقة الشمسية، بين قمة جبل في ماوي وجزيرة هاواي (على بُعد 92 ميلاً). [ 76 ] [ 77 ] وتُعدّ التحديات التقنية المتعلقة بتصميم المصفوفات، وتصميم عنصر الإشعاع الفردي، والكفاءة الإجمالية، بالإضافة إلى الحدود النظرية المرتبطة بها، موضوعًا بحثيًا حاليًا، كما تجلّى ذلك في الجلسة الخاصة بعنوان "تحليل الأنظمة اللاسلكية الكهرومغناطيسية لنقل الطاقة الشمسية" التي عُقدت خلال ندوة IEEE للهوائيات والانتشار لعام 2010. [ 78 ] وفي عام 2013، نُشرت دراسة شاملة مفيدة، تُغطي التقنيات والقضايا المرتبطة بنقل الطاقة عبر الموجات الميكروية من الفضاء إلى الأرض. وتتضمن هذه الدراسة مقدمة عن أنظمة الطاقة الشمسية، والبحوث الحالية، والآفاق المستقبلية. [ 79 ] علاوة على ذلك، نُشرت مراجعة للمنهجيات والتقنيات الحالية لتصميم مصفوفات الهوائيات لنقل الطاقة عبر الموجات الميكروية في وقائع IEEE. [ 80 ]

شعاع طاقة الليزر

تصوّر بعض الباحثين في وكالة ناسا نقل الطاقة بالليزر كخطوة أولى نحو مزيد من التصنيع في الفضاء. في ثمانينيات القرن الماضي، عمل باحثون في ناسا على إمكانية استخدام الليزر لنقل الطاقة بين الفضاءات، مع التركيز بشكل أساسي على تطوير ليزر يعمل بالطاقة الشمسية. في عام ١٩٨٩، طُرحت فكرة إمكانية نقل الطاقة بالليزر من الأرض إلى الفضاء. في عام ١٩٩١، بدأ مشروع SELENE (طاقة الليزر الفضائية)، الذي تضمن دراسة نقل الطاقة بالليزر لتزويد قاعدة قمرية بالطاقة. كان برنامج SELENE جهدًا بحثيًا استمر عامين، لكن تكلفة تحويل الفكرة إلى واقع عملي كانت باهظة للغاية، وانتهى المشروع رسميًا في عام ١٩٩٣ قبل الوصول إلى أي تجربة عملية في الفضاء. [ ٨١ ]

أقمار صناعية تعمل بالطاقة الشمسية الليزرية

تتميز الأقمار الصناعية الشمسية الليزرية بصغر حجمها، مما يعني أنها تعمل ضمن مجموعة مع أقمار صناعية مماثلة. وتتمتع هذه الأقمار بعدة مزايا، لا سيما انخفاض تكلفتها الإجمالية مقارنةً بالأقمار الصناعية الأخرى. ورغم انخفاض تكلفتها، إلا أن هناك مخاوف تتعلق بالسلامة وغيرها من الجوانب. [ 82 ] لا تحتاج الأقمار الصناعية الشمسية الليزرية إلا إلى التحليق لمسافة 400  كيلومتر تقريبًا في الفضاء، ولكن نظرًا لقدرتها الإنتاجية المحدودة، سيتطلب الأمر إطلاق مئات أو آلاف الأقمار الصناعية الليزرية لتحقيق تأثير مستدام. وتتراوح تكلفة إطلاق قمر صناعي واحد بين 50 و400 مليون دولار. ويمكن أن تُسهم تقنية الليزر في إعادة الطاقة الشمسية المُستمدة من الفضاء إلى الأرض لتلبية احتياجاتها من الطاقة. [ 83 ]

الموقع المداري

تصميم مركز بيانات مداري متزامن مع الشمس ، حيث ستدور هذه المراكز فوق منطقة الانتقال بين الفجر والغسق للكوكب.

تتمثل الميزة الرئيسية لوضع محطة طاقة فضائية في مدار ثابت بالنسبة للأرض في ثبات هندسة الهوائيات، مما يُسهّل عملية محاذاتها. ومن المزايا الأخرى توفر نقل الطاقة بشكل شبه متواصل فور وضع أول محطة طاقة فضائية في مدارها، بينما يتطلب المدار الأرضي المنخفض عدة أقمار صناعية قبل أن تُنتج طاقة شبه متواصلة.

يُمثل نقل الطاقة من المدار الثابت بالنسبة للأرض باستخدام الموجات الميكروية تحديًا يتمثل في كبر حجم "الفتحة البصرية" المطلوبة. فعلى سبيل المثال، تطلبت دراسة ناسا SPS لعام 1978  هوائي إرسال بقطر كيلومتر واحد وهوائي  استقبال بقطر 10 كيلومترات لحزمة ميكروية بتردد 2.45  جيجاهرتز . يمكن تقليل هذه الأحجام نوعًا ما باستخدام أطوال موجية أقصر، على الرغم من زيادة امتصاص الغلاف الجوي ، بل واحتمالية حجب الحزمة بواسطة المطر أو قطرات الماء. وبسبب " لعنة المصفوفة الرقيقة" ، لا يمكن الحصول على حزمة أضيق بدمج حزم عدة أقمار صناعية أصغر. ويعني الحجم الكبير لهوائيات الإرسال والاستقبال أن الحد الأدنى العملي لمستوى الطاقة لنظام SPS سيكون بالضرورة مرتفعًا؛ ستكون أنظمة SPS الصغيرة ممكنة، ولكنها غير اقتصادية.

تم اقتراح مجموعة من محطات الطاقة الفضائية في المدار الأرضي المنخفض (LEO ) كخطوة تمهيدية للطاقة الشمسية الفضائية في المدار الثابت بالنسبة للأرض (GEO). [ 84 ]

جهاز استقبال أرضي

من المرجح أن يتكون جهاز الاستقبال الأرضي من هوائيات ثنائية القطب قصيرة متعددة متصلة عبر ثنائيات . وسيتم استقبال البث الميكروي من القمر الصناعي في هذه الهوائيات بكفاءة تقارب 85%. [ 85 ] مع هوائي الميكروويف التقليدي، تكون كفاءة الاستقبال أفضل، لكن تكلفته وتعقيده أكبر بكثير. ومن المرجح أن يبلغ قطر أجهزة الاستقبال عدة كيلومترات.

تطبيقات في الفضاء

تصميم ثلاثي الأبعاد لنظام طاقة شمسية ثابت بالنسبة للأرض على سطح المريخ

يمكن لتقنية الطاقة الشمسية الفضائية الليزرية أن تُزوّد ​​قاعدة أو مركبات بالطاقة على سطح القمر أو المريخ، مما يُقلّل من تكاليف إنزال مصدر الطاقة. كما يُمكن تزويد مركبة فضائية أو قمر صناعي آخر بالطاقة بنفس الطريقة. في تقريرٍ قُدّم إلى وكالة ناسا عام ٢٠١٢ حول الطاقة الشمسية الفضائية، ذكر المؤلف استخدامًا محتملاً آخر لهذه التقنية، وهو أنظمة الدفع الكهربائي الشمسي التي يُمكن استخدامها في مهمات استكشاف الكواكب المأهولة. [ ٨٦ ] [ ٨٧ ] [ ٨٨ ]

تكاليف الإطلاق

تتمثل إحدى المشكلات المتعلقة بمفهوم SBSP في تكلفة عمليات إطلاق المركبات الفضائية وكمية المواد التي يجب إطلاقها.

لا يلزم إيصال معظم المواد المُطلقة إلى مدارها النهائي فورًا، مما يفتح المجال أمام إمكانية استخدام محركات عالية الكفاءة (وإن كانت أبطأ) لنقل مواد نظام الدفع الفضائي من المدار الأرضي المنخفض إلى المدار الأرضي الثابت بتكلفة مقبولة. ومن الأمثلة على ذلك محركات الدفع الأيوني أو الدفع النووي . ويتطلب بدء هذه العملية إنشاء بنية تحتية تشمل الألواح الشمسية ومحولات الطاقة وأجهزة إرسالها. وسيكون هذا مكلفًا للغاية، وستزيد تكلفة صيانتها.

لإعطاء فكرة عن حجم المشكلة، بافتراض كتلة الألواح الشمسية 20  كجم لكل كيلوواط (دون احتساب كتلة الهيكل الداعم أو الهوائي أو أي تخفيض كبير في كتلة المرايا المُركِّزة)، فإن محطة طاقة بقدرة 4 جيجاواط ستزن حوالي 80,000 طن متري ، [ 89 ] وسيتم إطلاقها جميعًا، في الظروف الحالية، من الأرض. ومع ذلك، فإن هذا بعيد كل البعد عن أحدث التقنيات للمركبات الفضائية المُستخدمة، والتي بلغت في عام 2015، 150  واط/كجم (6.7  كجم/كيلوواط)، وهي تتحسن بسرعة. [ 90 ] من المرجح أن تصل التصاميم خفيفة الوزن إلى 1  كجم/كيلوواط، [ 91 ] مما يعني 4,000 طن متري للألواح الشمسية لنفس محطة الطاقة بقدرة 4 جيجاواط. بالإضافة إلى كتلة الألواح، يجب إضافة التكاليف الإضافية (بما في ذلك رفع المركبة إلى المدار المطلوب والحفاظ على موقعها).

تكاليف إطلاق 4 جيجاواط إلى مدار أرضي منخفض
1  كجم/كيلوواط5  كجم/كيلوواط20  كجم/كيلوواط
1 دولار/كجم (الحد الأدنى للتكلفة عند طاقة تبلغ حوالي 0.13 دولار/كيلوواط ساعة، وكفاءة 100%)4 ملايين دولار20 مليون دولار80 مليون دولار
2000 دولار/كجم (مثال: فالكون هيفي )8 مليارات دولار40 مليار دولار160 مليار دولار
10000 دولار/كجم (مثال: أريان 5 )40 مليار دولار200 مليار دولار800 مليار دولار

يجب إضافة الأثر البيئي لرحلات إطلاق الصواريخ الفضائية الثقيلة إلى هذه التكاليف، إذا ما قورنت بإنتاج الطاقة الأرضية. وللمقارنة، تتراوح التكلفة المباشرة لمحطة طاقة جديدة تعمل بالفحم [ 92 ] أو بالطاقة النووية بين 3 مليارات و6 مليارات دولار لكل جيجاواط (دون احتساب التكلفة الكاملة على البيئة الناتجة عن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أو تخزين الوقود النووي المستهلك، على التوالي).

البناء من الفضاء

من مواد قمرية تم إطلاقها في المدار

أشار جيرارد أونيل ، في أوائل سبعينيات القرن الماضي، إلى مشكلة ارتفاع تكاليف الإطلاق، واقترح بناء أنظمة الطاقة الشمسية في مدار القمر باستخدام مواد مستخرجة منه . [ 93 ] وتُعدّ تكاليف الإطلاق من القمر أقل بكثير من تكاليف الإطلاق من الأرض نظرًا لانخفاض الجاذبية وانعدام مقاومة الغلاف الجوي . وقد افترض هذا الاقتراح، الذي طُرح في سبعينيات القرن الماضي، تكاليف الإطلاق المستقبلية المعلنة آنذاك لمكوك الفضاء التابع لناسا. ويتطلب هذا النهج استثمارًا رأسماليًا كبيرًا مُسبقًا لإنشاء محركات الدفع على سطح القمر. [ 94 ] ومع ذلك، في 30 أبريل 1979، خلص التقرير النهائي ("استخدام الموارد القمرية في بناء الفضاء") الصادر عن قسم كونفير التابع لشركة جنرال دايناميكس، بموجب عقد ناسا رقم NAS9-15560، إلى أن استخدام الموارد القمرية سيكون أرخص من استخدام المواد الأرضية لنظام يتكون من ثلاثين قمرًا صناعيًا للطاقة الشمسية، تبلغ  سعة كل منها 10 جيجاواط. [ 95 ]

في عام ١٩٨٠، عندما اتضح أن تقديرات ناسا لتكاليف إطلاق مكوك الفضاء كانت متفائلة للغاية، نشر أونيل وزملاؤه مسارًا آخر للتصنيع باستخدام مواد قمرية بتكاليف بدء تشغيل أقل بكثير. [ ٩٦ ] اعتمد مفهوم نظام الدفع الفضائي (SPS) في ثمانينيات القرن الماضي بشكل أقل على الوجود البشري في الفضاء، وأكثر على أنظمة ذاتية التكاثر جزئيًا على سطح القمر، يتم التحكم فيها عن بُعد من قِبل عاملين متمركزين على الأرض. ويستمد هذا المقترح مكاسبه العالية في صافي الطاقة من جاذبية القمر الضحلة نسبيًا .

إن توفر مصدر رخيص نسبياً للمواد الخام من الفضاء سيقلل من المخاوف المتعلقة بتصميمات الكتلة المنخفضة، وسيؤدي إلى بناء نوع مختلف من أنظمة الطاقة الشمسية. ويمكن دعم انخفاض تكلفة المواد القمرية في رؤية أونيل باستخدامها في تصنيع منشآت أخرى في المدار، وليس فقط أقمار الطاقة الشمسية. وقد تُسهم التقنيات المتقدمة للإطلاق من القمر في خفض تكلفة بناء قمر صناعي للطاقة الشمسية من مواد قمرية. وتشمل بعض التقنيات المقترحة محرك الكتلة القمري ومصعد الفضاء القمري ، اللذين وصفهما جيروم بيرسون لأول مرة. [ 97 ] ويتطلب ذلك إنشاء مرافق لتعدين السيليكون وتصنيع الخلايا الشمسية على سطح القمر .

على سطح القمر

يقترح الفيزيائي الدكتور ديفيد كريسوِل أن القمر هو الموقع الأمثل لمحطات الطاقة الشمسية، ويشجع على استخدام الطاقة الشمسية القمرية. [ 98 ] [ 99 ] [ 100 ] وتتمثل الميزة الرئيسية التي يتصورها في البناء باستخدام مواد قمرية متوفرة محليًا، مع الاستفادة من الموارد الموجودة في الموقع ، وذلك من خلال مصنع متنقل يتم التحكم فيه عن بُعد ورافعة لتجميع عاكسات الموجات الدقيقة، ومركبات جوالة لتجميع وتركيب الخلايا الشمسية، [ 101 ] مما سيقلل بشكل كبير من تكاليف الإطلاق مقارنةً بتصاميم محطات الطاقة الشمسية القمرية. كما تشمل الخطة أقمارًا صناعية لنقل الطاقة تدور حول الأرض والقمر لتعكس شعاع الموجات الدقيقة. ويبدأ مشروع تجريبي بقدرة 1 جيجاواط من 50 مليار دولار. [ 102 ] وتستخدم شركة شيميزو مزيجًا من الليزر والموجات الدقيقة في مفهوم " حلقة لونا" ، إلى جانب أقمار صناعية لنقل الطاقة. [ 103 ] [ 104 ]

من كويكب

كما تمّ التفكير بجدية في تعدين الكويكبات . قيّمت دراسة تصميمية لوكالة ناسا [ 105 ] مركبة تعدين تزن 10,000 طن (يتم تجميعها في المدار) لإعادة شظية كويكب تزن 500,000 طن إلى مدار ثابت بالنسبة للأرض. سيُمثّل حوالي 3,000 طن فقط من مركبة التعدين حمولة تقليدية من فئة المركبات الفضائية. أما الباقي فسيكون كتلة تفاعل لمحرك الدفع، والذي يمكن استخدامه مع مراحل الصواريخ المستهلكة لإطلاق الحمولة. بافتراض أن 100% من الكويكب المُعاد قابل للاستخدام، وأن مركبة التعدين نفسها غير قابلة لإعادة الاستخدام، فإن ذلك يُمثّل انخفاضًا بنسبة 95% تقريبًا في تكاليف الإطلاق. مع ذلك، فإن المزايا الحقيقية لهذه الطريقة تعتمد على مسح شامل للمعادن في الكويكبات المرشحة؛ وحتى الآن، لا نملك سوى تقديرات لتكوينها. [ 106 ] أحد المقترحات هو التقاط الكويكب أبوفيس في مدار حول الأرض وتحويله إلى 150 قمرًا صناعيًا للطاقة الشمسية بقدرة 5 جيجاوات لكل منها أو الكويكب الأكبر 1999 AN10، والذي يبلغ حجمه 50 ضعف حجم أبوفيس وهو كبير بما يكفي لبناء 7500 قمر صناعي للطاقة الشمسية بقدرة 5 جيجاوات [ 107 ].

أمان

يُعدّ احتمال تعرّض البشر والحيوانات على سطح الأرض لأشعة الميكروويف عالية الطاقة مصدر قلق بالغ في هذه الأنظمة. فعلى سطح الأرض، تبلغ أقصى شدة لشعاع الميكروويف المقترح من نوع SPSP في مركزه 23  ميلي واط/سم² . [ 108 ] ورغم أن هذه القيمة أقل من ربع ثابت الإشعاع الشمسي ، إلا أن أشعة الميكروويف تخترق الأنسجة بعمق أكبر بكثير من ضوء الشمس، وعند هذا المستوى تتجاوز حدود التعرض المسموح بها حاليًا في أماكن العمل وفقًا لقانون السلامة والصحة المهنية الأمريكي (OSHA) للميكروويف، والتي تبلغ 10  ميلي واط/سم² . [ 109 ] عند 23  ميلي واط/سم² ، تُظهر الدراسات أن البشر يعانون من قصور كبير في التعلم المكاني والذاكرة. [ 110 ] إذا زاد قطر مصفوفة SPSP المقترحة بمقدار 2.5 ضعف، فإن كثافة الطاقة على سطح الأرض ترتفع إلى 1  واط/سم² . [ أ ] عند هذا المستوى، تتراوح الجرعة المميتة المتوسطة للفئران بين 30 و60 ثانية من التعرض للميكروويف. [ 111 ] في حين أنه ينبغي تجنب تصميم مصفوفة بقطر أكبر بمقدار 2.5 مرة، فإن الإمكانات العسكرية ذات الاستخدام المزدوج لمثل هذا النظام واضحة تمامًا.

مع تصميم جيد للفصوص الجانبية للمصفوفة، قد يكون مستوى الإشعاع خارج جهاز الاستقبال أقل من المستويات المحددة من قبل إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) على المدى الطويل [ 112 ] ، حيث سيسقط أكثر من 95% من طاقة الشعاع على هوائي الاستقبال. مع ذلك، فإن أي خطأ في توجيه القمر الصناعي، سواء كان عرضيًا أو متعمدًا، قد يكون قاتلًا للحياة على الأرض داخل نطاق الشعاع.

يمكن تقليل التعرض للشعاع بطرقٍ مختلفة. فعلى الأرض، وبافتراض توجيه الشعاع بشكلٍ صحيح، يجب التحكم في الوصول المادي (مثلاً، عبر سياج). توفر الطائرات النموذجية التي تحلق عبر الشعاع للركاب غلافًا معدنيًا واقيًا (أي قفص فاراداي ) لاعتراض الموجات الدقيقة. ويمكن للطائرات الأخرى ( المناطيد ، والطائرات الخفيفة جدًا ، إلخ) تجنب التعرض باستخدام المجال الجوي الخاضع للرقابة، كما هو الحال حاليًا في المجال الجوي العسكري وغيره من المجالات الجوية الخاضعة للرقابة. إضافةً إلى ذلك، من قيود التصميم ألا يكون شعاع الموجات الدقيقة شديدًا لدرجة إلحاق الضرر بالحياة البرية، وخاصة الطيور. وقد طُرحت اقتراحاتٌ لوضع هوائيات الاستقبال في عرض البحر، [ 113 ] [ 114 ] لكن هذا يطرح مشاكل خطيرة، بما في ذلك التآكل والإجهادات الميكانيكية والتلوث البيولوجي.

يُعد استخدام هوائي/مُقوِّم طوري ذي توجيه عكسي أحد الأساليب الشائعة لضمان توجيه شعاع الموجات الكهرومغناطيسية بدقة عالية . يُطلق شعاع ميكروويف "دليلي" من مركز المُقوِّم الأرضي، مُشكِّلاً جبهة طور عند هوائي الإرسال. هناك، تُقارن الدوائر في كل مصفوفة فرعية من مصفوفات الهوائي جبهة طور الشعاع الدليلي مع طور ساعة داخلية للتحكم في طور الإشارة الصادرة. إذا تم اختيار إزاحة الطور للشعاع الدليلي متساوية لجميع العناصر، فسيكون الشعاع المُرسَل مُركَّزًا بدقة على المُقوِّم، وسيتمتع بدرجة عالية من تجانس الطور. أما إذا فُقد الشعاع الدليلي لأي سبب (كأن يكون هوائي الإرسال مُنحرفًا عن المُقوِّم، على سبيل المثال)، فإن قيمة التحكم في الطور ستفشل، وسيتم تشتيت شعاع طاقة الميكروويف تلقائيًا. [ 115 ] لن يُركِّز هذا النظام شعاع طاقته بكفاءة في أي مكان لا يوجد به مُرسِل شعاع دليلي. ولا تزال الآثار طويلة المدى لبث الطاقة عبر طبقة الأيونوسفير على شكل موجات ميكروويف قيد الدراسة.

الجدول الزمني

في القرن العشرين

  • في عام 1941، نشر إسحاق أسيموف قصة الخيال العلمي القصيرة "العقل"، التي تدور أحداثها حول محطة فضائية تنقل الطاقة المُجمّعة من الشمس إلى كواكب مختلفة باستخدام أشعة الميكروويف. نُشرت "العقل" في مجلة "الخيال العلمي المذهل".
  • 1968: قدم بيتر جلاسر مفهوم نظام "القمر الصناعي للطاقة الشمسية" مع أميال مربعة من المجمعات الشمسية في مدار متزامن عالي مع الأرض لجمع وتحويل طاقة الشمس إلى حزمة من الموجات الدقيقة لنقل الطاقة القابلة للاستخدام إلى هوائيات استقبال كبيرة ( مقومات ) على الأرض لتوزيعها.
  • 1973: حصل بيتر جلاسر على براءة اختراع أمريكية رقم 3,781,647 لطريقته في نقل الطاقة عبر مسافات طويلة باستخدام الموجات الدقيقة من هوائي كبير (كيلومتر مربع واحد) على القمر الصناعي إلى هوائي أكبر بكثير على الأرض، يُعرف الآن باسم هوائي التقويم. [ 8 ]
  • 1978-1981: قامت وزارة الطاقة الأمريكية ووكالة ناسا بدراسة مفهوم قمر الطاقة الشمسية (SPS) على نطاق واسع، ونشرت دراسات التصميم والجدوى.
  • 1987: منصة ترحيل ثابتة على ارتفاعات عالية ، تجربة كندية
  • 1995-1997: أجرت وكالة ناسا دراسة "نظرة جديدة" لمفاهيم وتقنيات الطاقة الشمسية الفضائية.
  • 1998: تحدد دراسة تعريف مفهوم الطاقة الشمسية الفضائية (CDS) مفاهيم الطاقة الشمسية الفضائية الموثوقة والقابلة للتطبيق تجارياً، مع الإشارة إلى المخاطر التقنية والبرنامجية.
  • 1998: بدأت وكالة الفضاء اليابانية بتطوير نظام الطاقة الشمسية الفضائية (SSPS)، وهو برنامج مستمر حتى يومنا هذا. [ 116 ]
  • 1999: يبدأ برنامج ناسا للأبحاث والتكنولوجيا الاستكشافية للطاقة الشمسية الفضائية ( SERT، انظر أدناه ).
  • في عام 2000، أدلى جون مانكينز من وكالة ناسا بشهادته أمام مجلس النواب الأمريكي ، قائلاً: "إنّ مشروع الفضاء الشمسي واسع النطاق هو نظام متكامل ومعقد للغاية، ويتطلب العديد من التطورات الهامة في التكنولوجيا والقدرات الحالية. وقد تم وضع خارطة طريق تكنولوجية تحدد المسارات المحتملة لتحقيق جميع التطورات المطلوبة  ، وإن كان ذلك على مدى عدة عقود. " [ 12 ]

في القرن الحادي والعشرين

  • 2001: أعلنت ناسدا (إحدى وكالات الفضاء الوطنية اليابانية قبل أن تصبح جزءًا من جاكسا ) عن خطط لإجراء أبحاث ونماذج أولية إضافية من خلال إطلاق قمر صناعي تجريبي بقدرة 10 كيلوواط و1 ميغاواط. [ 117 ] [ 118 ]
  • 2003: دراسات وكالة الفضاء الأوروبية [ 119 ]
  • في عام 2007، أصدر مكتب الأمن القومي الفضائي التابع لوزارة الدفاع الأمريكية (البنتاغون) تقريرًا [ 120 ] بتاريخ 10 أكتوبر/تشرين الأول 2007، يُفيد بنيته جمع الطاقة الشمسية من الفضاء لاستخدامها على الأرض، وذلك لدعم علاقات الولايات المتحدة المستمرة مع الشرق الأوسط، ومواجهة الصراع على النفط. وقد تصل تكلفة محطة تجريبية إلى 10 مليارات دولار، وتُنتج 10 ميغاواط، وتُصبح جاهزة للتشغيل خلال 10 سنوات. [ 121 ]
  • 2007: في مايو 2007، عُقدت ورشة عمل في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) بالولايات المتحدة لمراجعة الوضع الحالي لسوق وتكنولوجيا SBSP. [ 122 ]
  • 2010: أعلن البروفيسوران أندريا ماسا وجورجيو فرانشيسكيتي عن جلسة خاصة حول "تحليل الأنظمة اللاسلكية الكهرومغناطيسية لنقل الطاقة الشمسية" في الندوة الدولية لعام 2010 التي نظمها معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات حول الهوائيات والانتشار. [ 123 ]
  • في عام 2010، أطلقت منظمة أبحاث الفضاء الهندية والجمعية الوطنية للفضاء الأمريكية منتدىً مشتركًا لتعزيز الشراكة في تسخير الطاقة الشمسية من خلال مُجمِّعات الطاقة الشمسية الفضائية. ويُعرف هذا المنتدى باسم مبادرة كلام-الجمعية الوطنية للفضاء، نسبةً إلى الرئيس الهندي الأسبق الدكتور أبو بكر زين العابدين عبد الكلام ، وسيضع الأسس لبرنامج الطاقة الشمسية الفضائية الذي قد يشهد انضمام دول أخرى إليه. [ 124 ]
  • 2010: السماء بلا حدود: الطاقة الشمسية الفضائية، الخطوة الرئيسية التالية في الشراكة الاستراتيجية الهندية الأمريكية؟ نُشرت هذه الدراسة، التي كتبها المقدم بيتر غاريتسون من القوات الجوية الأمريكية، في معهد الدراسات والتحليلات الدفاعية. [ 125 ]
  • 2012: اقترحت الصين تطويرًا مشتركًا بين الهند والصين لتطوير قمر صناعي يعمل بالطاقة الشمسية، وذلك خلال زيارة قام بها الرئيس الهندي السابق الدكتور أبو بكر زين العابدين عبد الكلام . [ 39 ]
  • 2015: تأسست مبادرة الطاقة الشمسية الفضائية (SSPI) بين معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وشركة نورثروب غرومان. ومن المقرر توفير مبلغ يقدر بـ 17.5 مليون دولار على مدى ثلاث سنوات لتطوير نظام طاقة شمسية فضائي.
  • في عام 2015، أعلنت وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (جاكسا) في 12 مارس 2015 أنها قامت ببث 1.8 كيلوواط لاسلكيًا لمسافة 50 مترًا إلى جهاز استقبال صغير عن طريق تحويل الكهرباء إلى موجات ميكروية ثم إعادتها إلى كهرباء. [ 46 ] [ 47 ]
  • في عام 2016، اقترح الفريق تشانغ يولين، نائب رئيس قسم تطوير الأسلحة التابع للجنة العسكرية المركزية في جيش التحرير الشعبي الصيني، أن الصين ستشرع لاحقًا في استغلال الفضاء بين الأرض والقمر لأغراض التنمية الصناعية. ويتمثل الهدف في بناء أقمار صناعية لتوليد الطاقة الشمسية في الفضاء، والتي ستبث الطاقة إلى الأرض. [ 126 ]
  • في عام 2016، فاز فريقٌ يضم أعضاءً من مختبر الأبحاث البحرية (NRL)، ووكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA)، وجامعة القوات الجوية، وهيئة الأركان المشتركة للوجستيات (J-4)، ووزارة الخارجية، وشركة ماكينز إيروسبيس، وشركة نورثروب غرومان، بتحدي الابتكار D3 (الدبلوماسية، والتنمية، والدفاع) على مستوى الوكالة، والذي أطلقه وزير الدفاع/وزير الخارجية/مدير الوكالة الأمريكية للتنمية الدولية، وذلك عن اقتراحٍ يدعو الولايات المتحدة إلى الريادة في مجال الطاقة الشمسية الفضائية. وقد أعقب الاقتراح فيديو توضيحي .
  • 2016: قامت منظمة "مواطنون من أجل الطاقة الشمسية الفضائية" بتحويل اقتراح D3 إلى عرائض نشطة على موقع البيت الأبيض بعنوان "يجب على أمريكا أن تقود التحول إلى الطاقة الفضائية" وموقع Change.org بعنوان "يجب على الولايات المتحدة الأمريكية أن تقود التحول إلى الطاقة الفضائية" بالإضافة إلى الفيديو التالي .
  • في عام 2016، نشر إريك لارسون وآخرون من الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) ورقة بحثية بعنوان "استجابة الغلاف الجوي العالمي لانبعاثات نظام إطلاق فضائي قابل لإعادة الاستخدام" [ 127 ]. تُبين الورقة إمكانية بناء أقمار صناعية بقدرة تصل إلى 2 تيراواط/سنة دون إلحاق ضرر بالغ بالغلاف الجوي. قبل هذه الورقة، كان هناك قلق من أن أكاسيد النيتروجين الناتجة عن دخول الغلاف الجوي ستؤدي إلى تدمير طبقة الأوزون بشكل كبير.
  • 2016: إيان كاش من شركة SICA Design يقترح CASSIOPeiA (مصفوفة طورية مدارية متكاملة ذات فتحة ثابتة، حالة صلبة) وهو مفهوم جديد. قائمة أعضاء هيئة التدريس في SPS | الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسوب
  • 2017: اختارت وكالة ناسا خمسة مقترحات بحثية جديدة تركز على الاستثمارات في الفضاء. وركزت كلية كولورادو للمناجم على "اتجاهات القرن الحادي والعشرين في توليد وتخزين الطاقة الشمسية في الفضاء".
  • في عام 2019، اقترح أديتيا باراسكار والبروفيسور توشيا هانادا من مختبر ديناميكيات الأنظمة الفضائية بجامعة كيوشو مشروع "مدار الطاقة" (E-Orbit)، [ 128 ] وهو عبارة عن كوكبة صغيرة من أقمار الطاقة الشمسية الفضائية لنقل الطاقة بين الأقمار الصناعية في مدار أرضي منخفض. يبلغ إجمالي عدد الأقمار الصناعية 1600 قمرًا، لنقل 10 كيلوواط من الكهرباء في  دائرة نصف قطرها 500 كيلومتر على ارتفاع 900  كيلومتر. [ 129 ]
  • 2019: أنشأت الصين قاعدة اختبار لمحطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وأعلنت عن خطة لإطلاق محطة عاملة بقدرة ميغاواط تبلغ 200 طن بحلول عام 2035.
  • 2020: أطلق مختبر الأبحاث البحرية الأمريكي قمرًا صناعيًا تجريبيًا. [ 130 ] كما يخطط سلاح الجو الأمريكي لإطلاق القمر الصناعي التجريبي "أراكن" ضمن مشروع "العروض التوضيحية والبحوث التدريجية للطاقة الشمسية الفضائية " (SSPIDR). [ 131 ] ومن المقرر إطلاق "أراكن" في عام 2024. [ 132 ]
  • 2021: أعلن معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك) أنه يخطط لإطلاق مصفوفة اختبار SBSP بحلول عام 2023.
  • 2022: أعلنت مبادرة طاقة الفضاء في المملكة المتحدة عن إطلاق أول محطة طاقة في الفضاء خلال منتصف أربعينيات القرن الحالي، وذلك "لتوفير 30% من الطلب البريطاني (المتزايد بشكل كبير) على الكهرباء" و"لخفض اعتماد المملكة المتحدة على الوقود الأحفوري" وعلاقاتها الخارجية. [ 133 ]
  • 2022: اقترحت وكالة الفضاء الأوروبية برنامجًا يسمى SOLARIS لتشغيل أقمار الطاقة الشمسية بدءًا من عام 2030. [ 134 ]
  • في 3 مارس 2023، أجرت تجربة MAPLE التابعة لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك ) (بقيادة فريق بقيادة علي حاجيميري ) كجزء من مشروع Space Solar Power Demonstrator (SSPD-1)، حيث أثبتت لأول مرة إمكانية بث الطاقة لاسلكيًا في الفضاء، وذلك بتوجيه الطاقة بشكل انتقائي إلى جهازَي استقبال مختلفين في الفضاء. [ 5 ] كما أنها تبث طاقة قابلة للكشف إلى الأرض. [ 135 ] [ 136 ]
  • 2025: يتوقع باحثون في كلية كينجز كوليدج لندن أن الطاقة الشمسية الفضائية قد توفر لأوروبا بحلول عام 2050 غالبية احتياجاتها من الطاقة المتجددة. [ 137 ] [ 138 ]

التكوينات غير النمطية والاعتبارات المعمارية

يتضمن النظام المرجعي النموذجي للأنظمة عددًا كبيرًا (عدة آلاف من الأنظمة متعددة الجيجاواط لتلبية جميع احتياجات الأرض من الطاقة أو جزء كبير منها) من الأقمار الصناعية الفردية في المدار الجغرافي الثابت. يتراوح التصميم المرجعي النموذجي للقمر الصناعي الواحد بين 1 و10 جيجاواط، ويستخدم عادةً الخلايا الكهروضوئية الشمسية المسطحة أو المركزة كمجمع/محول للطاقة. تقع معظم تصميمات الإرسال في نطاق الترددات الراديوية من 1 إلى 10  جيجاهرتز (2.45 أو 5.8  جيجاهرتز) حيث تكون الخسائر في الغلاف الجوي في حدها الأدنى. تُستورد مواد الأقمار الصناعية وتُصنع على الأرض، ومن المتوقع نقلها إلى المدار الأرضي المنخفض عبر إطلاق صاروخي قابل لإعادة الاستخدام، ونقلها بين المدار الأرضي المنخفض والمدار الجغرافي الثابت عبر الدفع الكيميائي أو الكهربائي. باختصار، خيارات البنية هي:

  • الموقع = جغرافي
  • تجميع الطاقة = الخلايا الكهروضوئية
  • القمر الصناعي = هيكل متجانس
  • الإرسال = الترددات الراديوية
  • المواد والتصنيع = الأرض
  • التركيب = نقل المركبات القابلة لإعادة الاستخدام إلى مكتب إنفاذ القانون، ونقل المواد الكيميائية إلى مكتب إنفاذ القانون

توجد عدة تصميمات مختلفة مثيرة للاهتمام من النظام المرجعي:

موقع بديل لتجميع الطاقة: في حين أن المدار الجغرافي الثابت هو الأكثر شيوعًا نظرًا لمزاياه المتمثلة في قربه من الأرض، وسهولة توجيهه وتتبعه، وقصر وقت احتجابه، وقابليته للتوسع لتلبية جميع الطلبات العالمية عدة مرات، فقد تم اقتراح مواقع أخرى:

  • الشمس والأرض L1: اقترح روبرت كينيدي الثالث، وكين روي، وديفيد فيلدز نموذجًا مُعدَّلًا من مظلة L1 الشمسية يُسمى "نقاط دايسون" [ 139 ] ، حيث يقوم مُجمِّع رئيسي متعدد التيراواط ببث الطاقة عائدًا إلى سلسلة من أقمار الاستقبال المتزامنة مع الشمس في مدار أرضي منخفض. تتطلب المسافة الأبعد بكثير إلى الأرض فتحة إرسال أكبر تبعًا لذلك.
  • سطح القمر: اقترح ديفيد كريسوِل استخدام سطح القمر نفسه كوسيط لتجميع الطاقة الشمسية، ونقلها إلى الأرض عبر سلسلة من عاكسات الموجات الدقيقة في مدار حول الأرض. وتتمثل الميزة الرئيسية لهذا النهج في إمكانية تصنيع مُجمِّعات الطاقة الشمسية في الموقع دون تكلفة الطاقة وتعقيدات الإطلاق. أما عيوبه فتتمثل في المسافة الأطول بكثير، مما يتطلب أنظمة نقل أكبر، والحاجة إلى "بناء إضافي" لمواجهة ظلام القمر، وصعوبة تصنيع وتوجيه الأقمار الصناعية العاكسة بشكل كافٍ. [ 140 ]
  • المدار المتوسط ​​المداري: تم اقتراح أنظمة المدار المتوسط ​​المداري لاستخدامها في المرافق الفضائية والبنى التحتية للدفع الشعاعي. على سبيل المثال، انظر ورقة رويس جونز. [ 141 ]
  • المدارات الإهليلجية للغاية: تم اقتراح مدارات مولنيا، وتندرا، أو شبه سمت الرأس كمواقع مبكرة للأسواق المتخصصة، حيث تتطلب طاقة أقل للوصول إليها وتوفر استمرارية جيدة. [ 142 ]
  • مدار أرضي منخفض متزامن مع الشمس: في هذا المدار شبه القطبي، تدور الأقمار الصناعية حول محورها بمعدل يسمح لها بمواجهة الشمس باستمرار أثناء دورانها حول الأرض. يتميز هذا المدار بسهولة الوصول إليه، ويتطلب طاقة أقل بكثير، كما أن قربه من الأرض يستلزم فتحات إرسال أصغر (وبالتالي أقل كتلة). مع ذلك، تشمل عيوب هذا النهج الحاجة إلى تغيير مواقع محطات الاستقبال باستمرار، أو تخزين الطاقة لإرسال سريع. هذا المدار مزدحم بالفعل ويحتوي على كميات كبيرة من الحطام الفضائي.
  • المدار الأرضي المنخفض الاستوائي: اقترحت اليابان في مشروع SPS 2000 نموذجًا تجريبيًا مبكرًا في المدار الأرضي المنخفض الاستوائي، حيث يمكن لعدة دول استوائية مشاركة الحصول على بعض القوة. [ 143 ]
  • سطح الأرض: اقترح نارايان كوميراث شبكة طاقة فضائية حيث يمكن نقل الطاقة الزائدة من شبكة أو محطة طاقة موجودة على جانب واحد من الكوكب إلى المدار، ثم إلى قمر صناعي آخر، ومنه إلى أجهزة الاستقبال. [ 144 ]

تجميع الطاقة: تشمل التصاميم الأكثر شيوعًا لأقمار الطاقة الشمسية الخلايا الكهروضوئية. قد تكون هذه الخلايا مسطحة (وتُبرّد عادةً بشكل سلبي)، أو مركزة (وربما تُبرّد بشكل فعال). ومع ذلك، توجد العديد من الأنواع المختلفة المثيرة للاهتمام.

  • الطاقة الشمسية الحرارية: اقترح مؤيدو الطاقة الشمسية الحرارية استخدام التسخين المركز لإحداث تغيير في حالة سائل ما، وذلك لاستخلاص الطاقة عبر آلات دوارة، ثم تبريدها في مشعات. تشمل مزايا هذه الطريقة انخفاض الكتلة الإجمالية للنظام (وهو أمر محل خلاف)، وتجنب التلف الناتج عن أضرار الرياح الشمسية، ومقاومة الإشعاع. وقد تم عرض تصميم حديث لقمر صناعي يعمل بالطاقة الشمسية الحرارية من تصميم كيث هينسون وآخرين هنا. مفهوم الطاقة الشمسية الحرارية الفضائية. مفهوم ذو صلة موجود هنا: تعزيز الطاقة الموجهة. المشعات المقترحة عبارة عن أنابيب بلاستيكية رقيقة الجدران مملوءة ببخار منخفض الضغط (2.4 كيلو باسكال) ودرجة الحرارة (20 درجة مئوية).
  • الليزر المضخ بالطاقة الشمسية: سعت اليابان إلى تطوير ليزر مضخ بالطاقة الشمسية ، حيث يقوم ضوء الشمس بإثارة الوسط الليزري المستخدم لإنشاء شعاع متماسك إلى الأرض بشكل مباشر.
  • ستيلاسر: مفهوم افتراضي لليزر كبير حيث يوفر النجم كلاً من طاقة الليزر ووسط الليزر، مما ينتج عنه شعاع طاقة قابل للتوجيه ذو قوة لا مثيل لها.
  • اضمحلال الاندماج: هذا النوع من الأقمار الصناعية لتوليد الطاقة ليس "شمسيًا". بل يُنظر إلى فراغ الفضاء على أنه "ميزة لا عيب" للاندماج النووي التقليدي. ووفقًا لبول ويربوس، بعد الاندماج، حتى الجسيمات المتعادلة تتحلل إلى جسيمات مشحونة، والتي في حجم كبير بما يكفي تسمح بتحويلها مباشرة إلى تيار كهربائي.
  • حلقة الرياح الشمسية : تُسمى أيضاً قمر دايسون-هاروب الصناعي . في هذه الحالة، لا يستخدم القمر الصناعي الفوتونات القادمة من الشمس، بل يستخدم الجسيمات المشحونة في الرياح الشمسية التي تولد تياراً كهربائياً في حلقة كبيرة عبر الاقتران الكهرومغناطيسي.
  • المرايا المباشرة: عانت المفاهيم المبكرة لإعادة توجيه الضوء نحو كوكب الأرض باستخدام المرايا المباشرة من مشكلة أن الأشعة القادمة من الشمس ليست متوازية، بل تتمدد من قرص، مما يجعل حجم البقعة على الأرض كبيرًا جدًا. وقد استكشف لويس فراس مجموعة من المرايا المكافئة لتعزيز المصفوفات الشمسية الموجودة. [ 145 ]

بنية بديلة للأقمار الصناعية: يتكون القمر الصناعي النموذجي من هيكل متجانس يتألف من دعامة هيكلية، ومجمع واحد أو أكثر، وجهاز إرسال واحد أو أكثر، وأحيانًا عاكسات أولية وثانوية. ويمكن تثبيت الهيكل بأكمله باستخدام تدرج الجاذبية. وتشمل التصاميم البديلة ما يلي:

  • أسراب من الأقمار الصناعية الصغيرة: تقترح بعض التصاميم استخدام أسراب من الأقمار الصناعية الصغيرة التي تحلق بحرية. وينطبق هذا على العديد من تصاميم الليزر، ويبدو أنه ينطبق أيضًا على مشروع "السجاد الطائر" التابع لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك). [ 146 ] أما بالنسبة لتصاميم الترددات الراديوية، فيُعدّ مشكلة المصفوفة الرقيقة أحد القيود الهندسية .
  • المكونات العائمة الحرة: اقترح سولارين بديلاً للهيكل المتجانس حيث يكون العاكس الأساسي وعاكس النقل عائمين بحرية. [ 147 ]
  • تثبيت الدوران: استكشفت وكالة ناسا مفهوم الأغشية الرقيقة المثبتة بالدوران.
  • الهيكل المستقر بواسطة دافع الليزر الضوئي (PLT): اقترح يونغ باي أن ضغط الفوتون قد يحل محل العناصر الضاغطة في الهياكل الكبيرة. [ 148 ]

النقل: يُعدّ التصميم الأكثر شيوعًا لنقل الطاقة هو استخدام هوائي ترددات لاسلكية بتردد أقل من 10  جيجاهرتز إلى هوائي مقوّم أرضي. ويوجد جدل حول مزايا كل من الكليسترون، والجيروترون، والماغنيترون، والحالة الصلبة. وتشمل طرق النقل البديلة ما يلي:

  • الليزر: يتميز الليزر بانخفاض تكلفته وكتلته مقارنةً بالطاقة الأولية، إلا أن هناك جدلاً حول فوائد كفاءته. يسمح الليزر بفتحات إرسال واستقبال أصغر بكثير. مع ذلك، يثير شعاع الليزر عالي التركيز مخاوف تتعلق بسلامة العين، والسلامة من الحرائق، وإمكانية استخدامه كسلاح. يعتقد المؤيدون أن لديهم حلولاً لجميع هذه المخاوف. كما يجب على أي نهج يعتمد على الليزر إيجاد طرق بديلة للتعامل مع السحب والأمطار.
  • الموجه الجوي: اقترح البعض إمكانية استخدام ليزر نبضي قصير لإنشاء موجه جوي يمكن من خلاله تدفق الموجات الدقيقة المركزة. [ 149 ] [ 150 ] [ 151 ]
  • التخليق النووي: يمكن لمسرعات الجسيمات الموجودة في النظام الشمسي الداخلي (سواء في مدار حول الشمس أو على كوكب مثل عطارد ) استخدام الطاقة الشمسية لتخليق الوقود النووي من مواد طبيعية. ورغم أن هذه الطريقة ستكون غير فعالة للغاية باستخدام التقنيات الحالية (من حيث كمية الطاقة اللازمة لتصنيع الوقود مقارنةً بكمية الطاقة الموجودة فيه)، وستثير مخاوف واضحة تتعلق بالسلامة النووية ، إلا أن التقنية الأساسية التي يعتمد عليها هذا النهج مستخدمة منذ عقود، مما يجعلها ربما الوسيلة الأكثر موثوقية لنقل الطاقة، خاصةً عبر مسافات طويلة، وبالأخص من النظام الشمسي الداخلي إلى النظام الشمسي الخارجي.

المواد والتصنيع: تعتمد التصاميم النموذجية على نظام التصنيع الصناعي المتطور الموجود على الأرض، وتستخدم مواد أرضية المنشأ لكل من القمر الصناعي والوقود. وتشمل الأنواع المختلفة ما يلي:

  • المواد القمرية: توجد تصاميم لأقمار صناعية تعمل بالطاقة الشمسية تستمد أكثر من 99% من موادها من تربة القمر، مع كميات ضئيلة من مواد أخرى. يُعدّ استخدام المواد القمرية خيارًا جذابًا لأن الإطلاق من القمر، نظريًا، أبسط بكثير من الإطلاق من الأرض. فبدون غلاف جوي، لا تحتاج المكونات إلى أن تكون مضغوطة بإحكام داخل غلاف جوي، أو أن تتحمل الاهتزازات والضغط ودرجات الحرارة المرتفعة. ويمكن أن يتم الإطلاق عبر محرك مغناطيسي، ما يُغني عن استخدام الوقود. كما أن الإطلاق من القمر، في المدار الثابت بالنسبة للأرض، يتطلب طاقة أقل بكثير من الإطلاق من جاذبية الأرض العميقة. ويتطلب بناء جميع أقمار الطاقة الشمسية اللازمة لتوفير الطاقة لكوكب الأرض بأكمله أقل من جزء من مليون من كتلة القمر.
  • التكاثر الذاتي على سطح القمر: استكشفت وكالة ناسا مصنعًا للتكاثر الذاتي على سطح القمر في أوائل ثمانينيات القرن العشرين. [ 152 ] وفي الآونة الأخيرة، اقترح جاستن لويس ويبر طريقةً لتصنيع العناصر الأساسية المتخصصة [ 153 ] استنادًا إلى تصميم جون مانكينز لمفاعل SPS-Alpha. [ 154 ] [ 155 ]
  • المواد الكويكبية: يُعتقد أن بعض الكويكبات لديها دلتا-في أقل لاستعادة المواد مقارنة بالقمر، وقد تكون بعض المواد ذات الأهمية الخاصة مثل المعادن أكثر تركيزًا أو أسهل في الوصول إليها.
  • التصنيع في الفضاء/في الموقع: مع ظهور التصنيع الإضافي في الفضاء، قد تسمح مفاهيم مثل SpiderFab بالإطلاق الجماعي للمواد الخام للبثق الموضعي. [ 156 ]

طريقة تركيب/نقل المواد إلى موقع تجميع الطاقة: في التصاميم المرجعية، تُطلق المواد المكونة عبر صواريخ كيميائية معروفة (عادةً ما تكون أنظمة إطلاق قابلة لإعادة الاستخدام بالكامل) إلى مدار أرضي منخفض، وبعد ذلك يُستخدم الدفع الكيميائي أو الكهربائي لنقلها إلى مدار أرضي ثابت. تتمثل الخصائص المطلوبة لهذا النظام في تدفق كتلة عالٍ بتكلفة إجمالية منخفضة. وتشمل المفاهيم البديلة ما يلي:

  • إطلاق المواد الكيميائية من القمر: عرضت شركة ULA مؤخرًا مفهومًا لمركبة هبوط كيميائية قابلة لإعادة الاستخدام بالكامل، وهي XEUS، لنقل المواد من سطح القمر إلى مدار القمر المنخفض أو المدار الجغرافي الثابت. [ 157 ]
  • قاذفة الكتلة القمرية : إطلاق مواد من سطح القمر باستخدام نظام مشابه للمقلاع الكهرومغناطيسي لحاملات الطائرات. ويُعدّ جهاز "سلينغاترون" بديلاً مضغوطاً لم يُستكشف بعد.
  • مصعد الفضاء القمري : يمتد كابل استوائي أو شبه استوائي إلى نقطة لاغرانج ويمر عبرها. ويزعم المؤيدون أن كتلته أقل من كتلة محرك الكتلة التقليدي.
  • مصعد فضائي : شريط من أنابيب الكربون النانوية النقية يمتد من مركز ثقله في مدار ثابت بالنسبة للأرض، مما يسمح للمتسلقين بالصعود إلى مدار ثابت بالنسبة للأرض. تشمل المشاكل التي تواجه هذا المشروع التحدي المادي المتمثل في تصنيع شريط بهذا الطول (36000  كم!) بقوة كافية، وإدارة الاصطدامات مع الأقمار الصناعية والحطام الفضائي، والبرق.
  • خطاف سكاي هوك المداري المتوسط: في إطار دراسة أجراها مختبر أبحاث القوات الجوية الأمريكية، اقترح روجر لينارد خطاف سكاي هوك المداري المتوسط. ويبدو أنه يمكن تصنيع حبل مُثبَّت بتدرج الجاذبية، مركز كتلته في المدار المتوسط، باستخدام مواد متوفرة. يكون الجزء السفلي من خطاف سكاي هوك قريبًا من الغلاف الجوي في مدار غير كبلري. ويمكن إطلاق صاروخ قابل لإعادة الاستخدام ليُطابق الارتفاع والسرعة مع الجزء السفلي من الحبل الموجود في مدار غير كبلري (يتحرك بسرعة أبطأ بكثير من السرعة المدارية المعتادة). تُنقل الحمولة وتصعد على طول الحبل. ويُمنع الحبل نفسه من الخروج من مداره عن طريق الدفع الكهربائي و/أو التأثيرات الكهرومغناطيسية.
  • إطلاق قطار ماجليف / ستار ترام : لدى جون باول مفهوم لنظام تدفق كتلي عالي. في نظام من الجيل الأول، مبني داخل جبل، يتم تسريع حمولة عبر مسار ماجليف مفرغ من الهواء. صاروخ صغير على متنه يجعل الحمولة دائرية. [ 158 ]
  • إطلاق الطاقة الموجهة: لدى كل من كيفن باركين وشركة إسكيب داينامكس مفاهيم [ 159 ] لتسليط إشعاع أرضي على مركبة إطلاق أحادية الوقود باستخدام طاقة الترددات الراديوية. تُمتص طاقة الترددات الراديوية وتُسخّن الوقود مباشرةً، على غرار نظام نيرفا النووي الحراري. ولدى شركة ليزر موتيف مفهوم يعتمد على الليزر.

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ↑ تؤدي زيادة قطر مصفوفة الفضاء بمقدار 2.5 ضعف إلى زيادة عدد عناصر المصفوفة بمقدار 6.25 ضعف، مما يزيد إجمالي الطاقة المنقولة بهذا العامل. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لحزمة الميكروويف المتماسكة، تقل مساحة البقعة الأرضية بمقدار 6.25 ضعف، وبالتالي تزداد كثافة الطاقة على الأرض بمقدار 6.25 ضعف = 40 ضعفًا. وهذا يزيد من القيمة المقترحة البالغة 23 واط/سم² إلى حوالي 1 واط/ سم²

مراجع

تحتفظ الجمعية الوطنية للفضاء بمكتبة واسعة النطاق للطاقة الشمسية الفضائية. مؤرشفة في 14-04-2018 في Wayback Machine، تضم جميع الوثائق والدراسات التاريخية الرئيسية المرتبطة بالطاقة الشمسية الفضائية، والمقالات الإخبارية الرئيسية. مؤرشفة في 29-05-2016 في Wayback Machine .

  1. ↑ داي، دواين أ. (10 ديسمبر 2018). "قوى الظلام والنور: كيف أثرت مخاوف استنزاف الموارد والحرب النووية على سياسة الفضاء الأمريكية خلال سبعينيات وثمانينيات القرن العشرين" . مجلة الفضاء . تاريخ الاطلاع: 23 مارس 2026 .
  2. ↑ "القبة الذهبية مقامرة تريليون دولار" . موقع War on the Rocks . 19 سبتمبر 2025.
  3. ↑ "إطلاق تجربة للطاقة الشمسية من قبل مختبر أبحاث البحرية على متن الطائرة الفضائية X-37B" . فوربس . 27 مايو 2020.
  4. ↑ "معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا يعلن عن تبرع سخي بقيمة 100 مليون دولار لتمويل مشروع طاقة شمسية فضائي" . معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا . 3 أغسطس 2021. تاريخ الاطلاع: 18 أغسطس 2021 .
  5. 1 2 3 "لأول مرة، يقوم نموذج الطاقة الشمسية الفضائية التابع لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا بنقل الطاقة لاسلكيًا في الفضاء" . معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا . 1 يونيو 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 يونيو 2023 .
  6. 1 2 مزراحي، إيهود؛ وآخرون (2024). "نقل الطاقة لاسلكيًا في الفضاء باستخدام مصفوفات مرنة وخفيفة الوزن ومتماسكة". أكتا أسترونوتيكا . arXiv : 2401.15267 . 
  7. ↑ جلاسر، بي إي (1968). "الطاقة من الشمس: مستقبلها". مجلة ساينس . 162 (3856): 857-861 . رمز Bibcode : 1968Sci...162..857G . doi : 10.1126/science.162.3856.857 . PMID 17769070 . 
  8. 1 2 جلاسر، بيتر إي. (25 ديسمبر 1973). "طريقة وجهاز لتحويل الإشعاع الشمسي إلى طاقة كهربائية" . براءة اختراع الولايات المتحدة رقم 3,781,647 . مؤرشفة من الأصل في 29 يناير 2021. تم الاطلاع عليها في 20 فبراير 2009 .
  9. ↑ جلاسر، بي إي ، ماينارد، أو إي، موكوفسياك، جيه، ورالف، إي إل، آرثر دي ليتل، إنك، "دراسة جدوى لمحطة طاقة شمسية فضائية"، ناسا CR-2357، NTIS N74-17784، فبراير 1974
  10. ↑ "برنامج تطوير وتقييم مفهوم نظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية، يوليو 1977 - أغسطس 1980. DOE/ET-0034، فبراير 1978. 62 صفحة" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 13 مارس 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 فبراير 2009 .
  11. ↑ «تقرير نظام مرجعي لبرنامج تطوير وتقييم مفهوم نظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية. DOE/ER-0023، أكتوبر 1978. 322» (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 13 مارس 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 فبراير 2009 .
  12. 1 2 3 بيان جون سي. مانكينز مؤرشف بتاريخ 19-04-2014 في Wayback Machine، اللجنة الفرعية للفضاء والطيران بمجلس النواب الأمريكي، لجنة العلوم، 7 سبتمبر 2000
  13. ↑ "متطلبات موارد نظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية (المواد الحيوية والطاقة والأراضي). HCP/R-4024-02، أكتوبر 1978" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 8 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 فبراير 2009 .
  14. ↑ "سيناريوهات الإدارة/التمويل لنظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية. إعداد ج. بيتر فاجك. HCP/R-4024-03، أكتوبر 1978. 69 صفحة" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 8 ديسمبر 2013. تاريخ الاطلاع: 20 فبراير 2009 .
  15. ↑ «سيناريوهات الإدارة/التمويل لنظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية (SPS). أعده هربرت إي. كيرولف. HCP/R-4024-13، أكتوبر 1978. 66 صفحة» (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 8 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 فبراير 2009 .
  16. ↑ "القبول العام لنظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية (SPS). HCP/R-4024-04، أكتوبر 1978. 85 صفحة" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2013-12-08 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-02-20 .
  17. ↑ «لوائح نظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية (SPS) على مستوى الولايات والمحليات كما تُطبق على مرافق هوائيات استقبال الموجات الدقيقة لنظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية. HCP/R-4024-05، أكتوبر 1978. 92 صفحة» (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2013-12-08 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-02-20 .
  18. ↑ "مشاركة الطلاب في نظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية (SPS). HCP/R-4024-06، أكتوبر 1978. 97 صفحة" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 2013-12-08 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-02-20 .
  19. ↑ "إمكانات الليزر لنقل طاقة SPS. HCP/R-4024-07، أكتوبر 1978. 112 صفحة" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2013-12-08 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-02-20 .
  20. ↑ «الاتفاقيات الدولية لنظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية (SPS). أعدها كارل كيو. كريستول. HCP-R-4024-08، أكتوبر 1978. 283 صفحة» (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2013-12-08 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-02-20 .
  21. ↑ «الاتفاقيات الدولية لنظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية (SPS). أعدها ستيفن غروف. HCP/R-4024-12، أكتوبر 1978. 86 صفحة» (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 8 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 فبراير 2009 .
  22. ↑ "مركزية/لامركزية نظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية (SPS). HCP/R-4024-09، أكتوبر 1978. 67 صفحة" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2013-12-08 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-02-20 .
  23. ↑ "رسم خرائط مناطق الاستبعاد لمواقع هوائيات الاستقبال عبر نظام الطاقة الفضائية (SPS). HCP-R-4024-10، أكتوبر 1978. 117 صفحة" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 24 فبراير 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 فبراير 2009 .
  24. ↑ "القضايا الاقتصادية والديموغرافية المتعلقة بنشر نظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية (SPS). ANL/EES-TM-23، أكتوبر 1978. 71 صفحة" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 8 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 فبراير 2009 .
  25. ↑ "بعض الأسئلة والأجوبة حول نظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية (SPS). DOE/ER-0049/1، يناير 1980. 47 صفحة" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 8 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 فبراير 2009 .
  26. ↑ «دراسات ليزر أنظمة الطاقة الفضائية (SPS): التأثيرات المناخية على انتشار شعاع الليزر والليزر المُضخّم بالطاقة الشمسية المباشرة لأنظمة الطاقة الفضائية. تقرير مقاول ناسا رقم 3347، نوفمبر 1980. 143 صفحة» (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 8 ديسمبر 2013. تاريخ الاطلاع: 20 فبراير 2009 .
  27. ↑ "تجربة التوعية العامة لنظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية (SPS). DOE/ER-10041-T11، ديسمبر 1980. 67 صفحة" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 8 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 فبراير 2009 .
  28. ↑ http://www.nss.org/settlement/ssp/library/1981NASASPS-PowerTransmissionAndReception.pdf مؤرشف بتاريخ 2013-12-08 في Wayback Machine "برنامج تطوير وتقييم مفهوم نظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية: ملخص فني وتقييم لنقل واستقبال الطاقة" منشور مرجعي لوكالة ناسا رقم 1076، يوليو 1981. 281 صفحة.
  29. ↑ "برنامج تطوير وتقييم مفهوم نظام الطاقة عبر الأقمار الصناعية: النقل الفضائي. مذكرة ناسا الفنية رقم 58238، نوفمبر 1981. 260 صفحة" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 8 ديسمبر 2013. تاريخ الاطلاع: 20 فبراير 2009 .
  30. ↑ "أقمار الطاقة الشمسية الصناعية. مكتب تقييم التكنولوجيا، أغسطس 1981. 297 صفحة" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 8 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 فبراير 2009 .
  31. ↑ إريك روزنباوم؛ دونوفان روسو (17 مارس 2019). "الصين تخطط لمشروع طاقة شمسية في الفضاء تخلت عنه ناسا منذ عقود" . CNBC.com . تاريخ الاطلاع: 19 مارس 2019 .
  32. ↑ «الحكومة البريطانية تُكلّف بإجراء أبحاث حول محطات الطاقة الشمسية الفضائية» . gov.uk (بيان صحفي). وكالة الفضاء البريطانية. ١٤ نوفمبر ٢٠٢٠. تاريخ الاطلاع: ٣٠ نوفمبر ٢٠٢٠ .
  33. ↑ "الخطة الأساسية لسياسة الفضاء" (ملف PDF) . 2 يونيو 2009. تم الاطلاع عليه في 21 مايو 2016 .
  34. ↑ """""""""""""""" " www.stdaily.com . تم الاسترجاع بتاريخ 2021-08-18 .
  35. ↑ نيدهام، كيرستي (15 فبراير 2019). "الكشف عن خطط أول محطة طاقة شمسية صينية في الفضاء" . صحيفة سيدني مورنينغ هيرالد . تاريخ الاسترجاع: 18 أغسطس 2021 .
  36. ↑ «الصين تعتزم بناء محطة طاقة شمسية فضائية بحلول عام 2035 - وكالة أنباء شينخوا | English.news.cn» . www.xinhuanet.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2 ديسمبر 2019. تاريخ الاطلاع: 18 أغسطس 2021 .
  37. ↑ «نظرة جديدة على الطاقة الشمسية الفضائية: بنى ومفاهيم وتقنيات جديدة. جون سي. مانكينز. الاتحاد الدولي للملاحة الفضائية IAF-97-R.2.03. 12 صفحة» (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 26 أكتوبر 2017. تاريخ الاطلاع: 20 فبراير 2009 .
  38. ↑ "الدكتور بيت ووردن في برنامج الفضاء" . thespaceshow.com. 23 مارس 2009. مؤرشف من الأصل في 7 يوليو 2012.
  39. ١ ٢ "الصين تقترح تعاونًا فضائيًا مع الهند" . صحيفة تايمز أوف إنديا . وكالة برس ترست أوف إنديا (PTI). ٢٠١٢-١١-٠٢. مؤرشف من الأصل في ٢٠١٣-٠٥-٢٣.
  40. ↑ تطوير تكنولوجيا أقمار الطاقة الشمسية الفضائية في مركز جلين للأبحاث - نظرة عامة، جيمس إي. دودنهوفر وباتريك جيه. جورج، مركز جلين للأبحاث التابع لناسا، كليفلاند، أوهايو
  41. ↑ إعادة ابتكار قمر الطاقة الشمسية الصناعي ، ناسا 2004-212743، جيفري أ. لانديس ، مركز أبحاث غلين التابع لناسا
  42. ↑ ج. هاول وج. س. مانكينز، "النتائج الأولية من برنامج ناسا للبحوث والتكنولوجيا الاستكشافية للطاقة الشمسية الفضائية"، المؤتمر الدولي الحادي والخمسون للملاحة الفضائية، ريو دي جانيرو، البرازيل، 2000
  43. ↑ هـ. فينغولد و سي. كارينغتون، "تقييم ومقارنة مفاهيم الطاقة الشمسية الفضائية"، المؤتمر الثالث والخمسون للاتحاد الدولي للملاحة الفضائية. مجلة أكتا أسترونوتيكا. المجلد 53، 4-10، أغسطس-نوفمبر 2003، الصفحات 547-559. doi : 10.1016/S0094-5765(03)80016-4
  44. ↑ تطوير تكنولوجيا أقمار الطاقة الشمسية الفضائية في مركز جلين للأبحاث - نظرة عامة. جيمس إي. دودنهوفر وباتريك جيه. جورج، مركز جلين للأبحاث التابع لناسا ، كليفلاند، أوهايو.
  45. ↑ "كيف تخطط اليابان لبناء مزرعة طاقة شمسية مدارية" . 24 أبريل 2014.
  46. 1 2 تارانتولا، أندرو (12 مارس 2015). "العلماء يحققون تقدماً في نقل الطاقة الشمسية من الفضاء" (ملف PDF) . إنجادجيت . المجلد 162، العدد 3856. الصفحات 857-861 .   
  47. 1 2 "علماء الفضاء اليابانيون يحققون إنجازاً رائداً في مجال الطاقة اللاسلكية" . www.thenews.com.pk . 12 مارس 2015.
  48. ↑ «شركة ميتسوبيشي للصناعات الثقيلة تُكمل بنجاح اختبارات العرض الأرضي لتقنية نقل الطاقة اللاسلكية لأنظمة الطاقة الشمسية فائقة السرعة» . ١٢ مارس ٢٠١٥. مؤرشف من الأصل في ١٥ مارس ٢٠١٥. تم الاطلاع عليه في ٢٠ مارس ٢٠١٥ .
  49. ↑ غوشال، أبهيمانيو (13 أبريل 2025). "شركة ناشئة للطاقة الشمسية الفضائية تُجهّز عرضًا تجريبيًا للطاقة المُوجّهة بالليزر لعام 2026" . نيو أطلس . تاريخ الاسترجاع: 15 أبريل 2025 .
  50. ↑ أقمار الطاقة الشمسية الصناعية . واشنطن العاصمة: كونغرس الولايات المتحدة، مكتب تقييم التكنولوجيا. أغسطس 1981. ص 66. LCCN 81600129 .  
  51. ↑ يمكن أن تتم عملية التجميع عند قطبي الأرضلمدة 24 ساعة في اليوم، ولكن هناك أحمال صغيرة جدًا مطلوبة عند القطبين.
  52. ↑ "معلومات عن الطاقة الشمسية الفضائية: طاقة نظيفة لا حدود لها من الفضاء - NSS" . 11 أغسطس 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 مايو 2024 .
  53. ↑ "هل الطاقة الشمسية الفضائية هي مستقبلنا؟ (2024) | GreenMatch" . GreenMatch.co.uk . تاريخ الاطلاع: 3 مايو 2024 .
  54. ↑ ستيتز، ديفيد (19 يناير 2024). "دراسة ناسا: إمكانية بث الطاقة الشمسية النظيفة من الفضاء" . سبيس نيوز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 مايو 2024 .
  55. ↑ "نظرة عامة على الطاقة الشمسية الفضائية" . esa.int . 2022-08-08 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2024-04-03 .
  56. ↑ شين، جي.؛ ليو، واي.؛ صن، جي.؛ تشنغ، تي.؛ تشو، إكس.؛ وانغ، إيه. (2019). "كبح مستوى الفصوص الجانبية لمصفوفة الهوائيات المستوية في نقل الطاقة اللاسلكي" . IEEE Access . 7 : 6958-6970 . Bibcode : 2019IEEEA...7.6958S . doi : 10.1109/ACCESS.2018.2890436 . ISSN 2169-3536 . 
  57. ↑ وانغ، وين-كين (2019). "تركيز المصفوفات الترددية المتنوعة ذات التوجيه العكسي لنقل المعلومات والطاقة لاسلكيًا". مجلة IEEE للمجالات المختارة في الاتصالات . 37 (1): 61-73 . Bibcode : 2019IJSAC..37...61W . doi : 10.1109/JSAC.2018.2872360 . ISSN 0733-8716 . S2CID 56594774 .  
  58. ↑Shinohara, Naoki (June 2013). "Beam Control Technologies With a High-Efficiency Phased Array for Microwave Power Transmission in Japan". Proceedings of the IEEE. 101 (6): 1448–1463. doi:10.1109/JPROC.2013.2253062. hdl:2433/174333. S2CID 9091936.
  59. ↑Fartookzadeh, Mahdi (7 March 2019). "On the Time-Range Dependency of the Beampatterns Produced by Arbitrary Antenna Arrays: Discussions on the Misplaced Expectations from Frequency Diverse Arrays". arXiv:1903.03508 [physics.class-ph].Bibcode:2019arXiv190303508F
  60. ↑In space, panels suffer rapid erosion from high energy particles,"Solar Panel Degradation"Archived 2011-09-29 at the Wayback Machine whereas on Earth, commercial panels degrade at a rate around 0.25% a year."Testing a Thirty-Year-Old Photovoltaic Module"
  61. ↑"The Kessler Syndrome". 2009-03-08. Archived from the original on 2018-06-22. Retrieved 2010-05-26.
  62. ↑Thanei, Luca (August 2024). "The Solar Power Satellite and NASA's Changing Perception of Near-Earth Space, 1976–1982". Quest: The History of Space Flight. 31 (3): 9–24.
  63. ↑Matsumoto, Hiroshi (2009). "Space Solar Power Satellite/Station and the Politics"(PDF). EMC'09/Kyoto. Archived from the original(PDF) on August 8, 2019. Retrieved August 7, 2021.
  64. ↑"Elon Musk on SpaceX, Tesla, and More". Popular Mechanics. 2012-10-04. Retrieved 2023-06-15.
  65. ↑Swan, Philip (2019). "Wireless Power At-A-Distance Technology – A Strategy for Nurturing Ecosystem Development". 2019 IEEE PELS Workshop on Emerging Technologies: Wireless Power Transfer (WoW). Institute of Electrical and Electronics Engineers. pp. 99–104. doi:10.1109/WoW45936.2019.9030683. ISBN 978-1-5386-7514-4. S2CID 212703930.
  66. ↑ زولينسكي، مايكل؛ بلاند، فيل؛ براون، بيتر؛ هاليداي، إيان (1 يوليو 2006)، "تدفق المواد خارج الأرض" ، النيازك والنظام الشمسي المبكر II ، مطبعة جامعة أريزونا، ص 869-888 ، doi : 10.2307/j.ctv1v7zdmm.46 ، تاريخ الاسترجاع : 15 يونيو 2023 
  67. ↑ "دراسة جديدة تُحدّث وكالة ناسا بشأن الطاقة الشمسية الفضائية - ناسا" . 11 يناير 2024. تاريخ الاطلاع: 6 مايو 2024 .
  68. ↑ كاتون، السيد جيفري ل. (2015-01-04). "الطاقة الشمسية الفضائية: تقييم فني واقتصادي وتشغيلي" . كلية الحرب التابعة للجيش الأمريكي .
  69. ↑ "الطاقة الشمسية الفضائية" . وزارة الطاقة الأمريكية . 6 مارس 2014.
  70. ↑ ديكنسون، آر إم (1 سبتمبر 1975). تقييم مصفوفة استقبال وتحويل طاقة الميكروويف عالية القدرة لنقل الطاقة لاسلكيًا (مذكرة فنية رقم 33-741 من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا) . الصفحات 8-24 . تاريخ الاطلاع: 2 يونيو 2019. نظرًا لصغر حجم المصفوفة مقارنةً بشعاع الهوائي الأنبوبي الذي يبلغ قطره 26 مترًا، فإن حوالي 11.3% فقط من خرج جهاز إرسال الكليسترون يسقط على المصفوفة (انظر الشكل 12)، وبالتالي يكون متاحًا للتجميع والتحويل إلى خرج تيار مستمر. 
  71. 1 2 براون، دبليو سي (1984). "تاريخ نقل الطاقة عبر الموجات الراديوية". معاملات IEEE في نظرية وتقنيات الميكروويف . 32 (9): 1230-1242 . Bibcode : 1984ITMTT..32.1230B . doi : 10.1109/TMTT.1984.1132833 . S2CID 73648082 . 
  72. ↑ قرص هوائي
  73. ↑ "نقل الطاقة لاسلكيًا بقدرة 34 كيلوواط لمسافة ميل واحد بكفاءة 82.5%، غولدستون 1975" . 13 مارس 2008. مؤرشف من الأصل بتاريخ 19 ديسمبر 2021 - عبر يوتيوب.
  74. ↑ "نقل الطاقة اللاسلكي لأقمار الطاقة الشمسية (SPS) (المسودة الثانية من إعداد ن. شينوهارا)، ورشة عمل الطاقة الشمسية الفضائية، معهد جورجيا للتكنولوجيا" (PDF) .
  75. ↑ نقل الطاقة اللاسلكي من نقطة إلى نقطة في جزيرة ريونيون مؤرشف في 2005-10-23 في Wayback Machine المؤتمر الدولي الثامن والأربعون للملاحة الفضائية، تورينو، إيطاليا، 6-10 أكتوبر 1997 – IAF-97-R.4.08 JD Lan Sun Luk، A. Celeste، P. Romanacce، L. Chane Kuang Sang، JC Gatina – جامعة لا ريونيون – كلية العلوم والتكنولوجيا.
  76. ↑ نقل الطاقة اللاسلكي من نقطة إلى نقطة في هاواي، مؤرشف بتاريخ 2010-06-20 في Wayback Machine .
  77. ↑ باحثون يوجهون الطاقة الشمسية "الفضائية" في هاواي بقلم لوريتا هيدالغو، 12 سبتمبر 2008
  78. ↑ "2010 APS/URSI" . 26 يوليو 2009. مؤرشف من الأصل في 2009-07-26.
  79. ↑ ساساكي، سوسومو؛ تاناكا، كوجي؛ ماكي، كين-إيتشيرو (2013). "تقنيات نقل الطاقة بالميكروويف لأقمار الطاقة الشمسية". وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 101 (6): 1438. doi : 10.1109/JPROC.2013.2246851 . S2CID 23479022 . 
  80. ↑ ماسا، أندريا؛ أوليڤيري، جياكومو؛ فياني، فيديريكو؛ روكا، باولو (2013). "تصاميم المصفوفات لنقل الطاقة اللاسلكي لمسافات طويلة: أحدث التقنيات والحلول المبتكرة". وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 101 (6): 1464. doi : 10.1109/JPROC.2013.2245491 . S2CID 2990114 . 
  81. ↑ مشاركة مركز غلين في تقنية توجيه طاقة الليزر - نظرة عامة ( مؤرشف بتاريخ 17 نوفمبر 2006 في أرشيف الإنترنت ) - مركز أبحاث غلين التابع لناسا
  82. ↑ "الطاقة الشمسية الفضائية" . Energy.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 مارس 2024 .
  83. ↑ كوهين، أرييل. "كيف يمكن لأشعة الليزر الفضائية أن تنقل الطاقة النظيفة إلى الأرض قريبًا" . فوربس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 مايو 2024 .
  84. ↑ كوميراث، ن.م.؛ بوشلر، ن. (أكتوبر 2006). شبكة الطاقة الفضائية . فالنسيا، إسبانيا: المؤتمر السابع والخمسون للاتحاد الدولي للملاحة الفضائية. IAC-C3.4.06.
  85. ↑ "CommSpacTransSec38.html" . www.hq.nasa.gov . مؤرشف من الأصل بتاريخ 22-10-2021 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-10-2021 .
  86. ↑ مانكينز، جون. "SPS-ALPHA: أول قمر صناعي عملي للطاقة الشمسية عبر مصفوفة طورية كبيرة الحجم" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 23 مايو 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أبريل 2014 .
  87. ↑ "ورشة العمل الثانية للطاقة الفضائية الموجهة" (ملف PDF) . ناسا. 1989. الصفحات قرب الصفحة 290. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2012-04-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2011-11-08 . 
  88. ↑ هنري دبليو. براندورست الابن (27 أكتوبر 2010). "خيارات نقل الطاقة إلى القمر" (ملف PDF) . براندورست . مجموعة FISO. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 9 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 5 يناير 2012 .
  89. ↑ "الطاقة الشمسية الفضائية" . energy.gov .
  90. ↑ "الطاقة الشمسية وتخزين الطاقة للبعثات الكوكبية" (ملف PDF) . 25 أغسطس 2015.
  91. ↑ "دراسة حالة لتطوير الطاقة الشمسية من الفضاء" . أغسطس 2003. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 مارس 2006 .
  92. ↑ "تحديث البرنامج لعام 2006" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 10 يناير 2007.
  93. ↑ أونيل، جيرارد ك. ، "الحدود العليا، المستعمرات البشرية في الفضاء"، ISBN 0-688-03133-1، ص. 57
  94. ↑ "استعمار الفضاء - على طريقة السبعينيات!" . 11 ديسمبر 2009. مؤرشف من الأصل في 19 ديسمبر 2021 – عبر يوتيوب.
  95. ↑ قسم كونفير التابع لشركة جنرال دايناميكس (1979). استخدام موارد القمر في بناء الفضاء (ملف PDF) . GDC-ASP79-001.
  96. ↑ أونيل، جيرارد ك .؛ دريغرز، ج.؛ أوليري، ب. (1980). "طرق جديدة للتصنيع في الفضاء". علم الفضاء والطيران . 18 : 46-51 . Bibcode : 1980AsAer..18...46G .تُعرض عدة سيناريوهات لتطوير الصناعة في الفضاء. يتضمن أحدها منشأة تصنيع، بطاقم مكون من ثلاثة أفراد، على سطح القمر بالكامل. ويتضمن سيناريو آخر منشأة تصنيع مؤتمتة بالكامل، تُدار عن بُعد من الأرض، مع إمكانية زيارات دورية من فرق الصيانة. أما السيناريو الثالث فيتضمن منشأة مأهولة على سطح القمر لتشغيل صاروخ إطلاق لنقل المواد القمرية إلى نقطة تجميع في الفضاء، ولتصنيع صواريخ إطلاق مماثلة.
  97. ↑ بيرسون، جيروم؛ يوجين ليفين، جون أولدسون وهاري ويكس (2005). مصاعد الفضاء القمرية لتطوير الفضاء القريب من القمر - المرحلة الأولى - التقرير الفني النهائي (PDF).
  98. ↑ "غير موجود | جامعة هيوستن" . www.uh.edu .
  99. ↑ "كريسويل - المنشورات والملخصات" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 22-06-2010.
  100. ↑ ديفيد وورمفلاش (29 مارس 2017). "نقل الطاقة الشمسية من القمر قد يحل أزمة الطاقة على الأرض" . وايرد المملكة المتحدة . كوندي ناست . تاريخ الاطلاع: 27 فبراير 2018 .
  101. ↑ "تصنيع الخلايا الشمسية القمرية" (ملف PDF) . www.cam.uh.edu . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 22 يونيو 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يناير 2022 .
  102. ↑ ديفيد ر. كريسويل. نظام الطاقة الشمسية القمرية: البحث والتطوير والتجريب الصناعي (ملف PDF) . المؤتمر الثامن عشر، بوينس آيرس، أكتوبر 2001. مجلس الطاقة العالمي. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 26 مارس 2012. تم الاطلاع عليه في 12 يناير 2022 – عبر www.moonbase-italia.org.
  103. ↑ "مفهوم حلقة لونا" . المعهد الافتراضي لأبحاث استكشاف النظام الشمسي .
  104. ↑ آوكي، شيغيرو (2009). توليد الطاقة الشمسية على سطح القمر، "حلقة لونا"، المفهوم والتكنولوجيا (ملف PDF) (تقرير). برنامج اليابان والولايات المتحدة للعلوم والتكنولوجيا وتطبيقات الفضاء. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 8 ديسمبر 2013.
  105. ↑ موارد الفضاء، ناسا SP-509، المجلد 1.
  106. ↑ "استعادة المواد الكويكبية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 31-05-2010.
  107. ↑ ستيفن د. كوفي (مايو 2011). "تقنيات التقاط الكويكبات في مدار الأرض" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 12 ديسمبر 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 يناير 2012 .
  108. ↑ هانلي، جي إم. "دراسة تعريف أنظمة الطاقة المفاهيمية للأقمار الصناعية (SPS)" (ملف PDF) . NASA CR 3317، سبتمبر 1980 .
  109. ↑ تفسير معايير الإشعاع الراديوي والميكروويف للصناعة العامة (29 CFR 1910) 1910 الجزء الفرعي G، الصحة المهنية والتحكم البيئي 1910.97، الإشعاع غير المؤين.
  110. ↑ تشي، وي-جيا؛ وانغ، لي-فنغ؛ هو، شيانغ-جون (2017). "التطورات الحديثة في تأثيرات إشعاع الميكروويف على الدماغ" . مجلة البحوث الطبية العسكرية . 4 (1): 29. doi : 10.1186/s40779-017-0139-0 . ISSN 2054-9369 . PMC 5607572. PMID 29502514 .   
  111. ↑ "مركز المعلومات التقنية للدفاع" . apps.dtic.mil . تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 مارس 2024 .
  112. ↑2081 A Hopeful View of the Human Future, by Gerard K. O'Neill, ISBN 0-671-24257-1, P. 182-183
  113. ↑"Solar power satellite offshore rectenna study"(PDF). Final Report Rice Univ. 1980. Bibcode:1980ruht.reptT.....
  114. ↑Freeman, J. W.; et al. (1980). "Offshore rectenna feasibility". In NASA, Washington the Final Proc. of the Solar Power Satellite Program Rev. P 348-351 (SEE N82-22676 13-44): 348. Bibcode:1980spsp.nasa..348F. hdl:2060/19820014867.
  115. ↑Gupta, S.; Fusco, V.F. (1997). "Automatic beam steered active antenna receiver". 1997 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest. Vol. 2. pp. 599–602. doi:10.1109/MWSYM.1997.602864. ISBN 978-0-7803-3814-2. S2CID 21796252.
  116. ↑"Introduction of Research: About the SSPS". JAXA. Retrieved 25 November 2022.
  117. ↑"Controversy Flares Over Space-Based Solar Power Plans". Space.com. 2 December 2009.
  118. ↑Presentation of relevant technical background with diagrams: http://www.spacefuture.com/archive/conceptual_study_of_a_solar_power_satellite_sps_2000.shtmlArchived 2008-07-25 at the Wayback Machine
  119. ↑"History of research on SPS". Archived from the original on 2012-10-22.
  120. ↑"National Security Space Office Interim Assessment Phase 0 Architecture Feasibility Study, October 10, 2007"(PDF). Archived from the original(PDF) on October 25, 2007. Retrieved October 20, 2007.
  121. ↑"Making the case, again, for space-based solar power". thespacereview.com. November 28, 2011.
  122. ↑Terrestrial Energy Generation Based on Space Solar Power: A Feasible Concept or Fantasy? Date: May 14–16, 2007; Location: MIT, Cambridge MA
  123. ↑Special Session list, IEEE International Symposium on Antennas and Propagation, April 20, 2010
  124. ↑Mridul Chadha (November 10, 2010), US, India launch space based solar energy initiative, archived from the original on July 31, 2012
  125. ↑ "السماء بلا حدود: الطاقة الشمسية الفضائية، الخطوة الرئيسية التالية في الشراكة الاستراتيجية الهندية الأمريكية؟ | معهد الدراسات والتحليلات الدفاعية" . www.idsa.in. تاريخ الاطلاع: ٢١ مايو ٢٠١٦ .
  126. ↑ "استغلال الفضاء بين الأرض والقمر: طموح الصين بعد محطة الفضاء" . وكالة أنباء شينخوا . مؤرشف من الأصل في 8 مارس 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 مايو 2016 .
  127. ↑ لارسون، إريك جيه إل؛ بورتمان، روبرت دبليو؛ روزنلوف، كارين إتش؛ فاهي، ديفيد دبليو؛ دانيال، جون إس؛ روس، مارتن إن. (2017). "استجابة الغلاف الجوي العالمي للانبعاثات من نظام إطلاق فضائي قابل لإعادة الاستخدام مقترح" . مستقبل الأرض . 5 (1): 37-48 . Bibcode : 2017EaFut...5...37L . doi : 10.1002/2016EF000399 .
  128. ↑ "مدار الطاقة" . ندوة الطاقة الشمسية الفضائية السادسة (عبر الإنترنت) . 4 ديسمبر 2020.
  129. ↑ "نظام نقل الطاقة اللاسلكي من قمر صناعي إلى آخر لمحطة طاقة شمسية فضائية صغيرة" . الدورة السادسة والعشرون لمنتدى وكالات الفضاء الإقليمية لآسيا والمحيط الهادئ (APRSAF-26) . 26 نوفمبر 2019.
  130. ↑ «مختبر الأبحاث البحرية يُجري أول اختبار لأجهزة قمر صناعي يعمل بالطاقة الشمسية في المدار» . www.navy.mil (بيان صحفي). الشؤون العامة لمختبر الأبحاث البحرية الأمريكي. ١٨ مايو ٢٠٢٠. مؤرشف من الأصل في ١٩ مايو ٢٠٢٠. تم الاطلاع عليه في ١٩ مايو ٢٠٢٠ .
  131. ↑ "نقل الطاقة عبر الفضاء" . مختبر أبحاث القوات الجوية . مؤرشف من الأصل بتاريخ 28 أبريل 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أبريل 2021 .
  132. ↑ ديفيد، ليونارد (8 أبريل 2021). "الطاقة الشمسية الفضائية تخضع لاختبار رئيسي على متن طائرة الفضاء الغامضة X-37B التابعة للجيش الأمريكي" . Space.com .
  133. ↑ «المملكة المتحدة ستطلق أول محطة طاقة في الفضاء - طاقة خضراء لا حدود لها لتقليص العلاقات الخارجية» . مبادرة طاقة الفضاء . 21 مارس 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أبريل 2022 .
  134. ↑ فوست، جيف (19 أغسطس 2022). "وكالة الفضاء الأوروبية تطلب تمويلًا لدراسة الطاقة الشمسية الفضائية" . سبيس نيوز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أكتوبر 2023 .
  135. ↑ "بحث رائد ينقل الطاقة من الفضاء إلى الأرض" . سي بي إس. 8 يوليو 2023.
  136. ↑ نقل الطاقة لاسلكيًا في الفضاء باستخدام مصفوفات مرنة وخفيفة الوزن ومتماسكة ، إلسيفير، نوفمبر 2024
  137. ↑ «الألواح الشمسية الفضائية ستوفر معظم الطاقة النظيفة في أوروبا بحلول عام 2050، بحسب العلماء» . صحيفة الإندبندنت . 22 أغسطس/آب 2025. تاريخ الاطلاع: 22 أغسطس/آب 2025 .
  138. ↑ أوني، سفيتلانا (21 أغسطس 2025). "الألواح الشمسية في الفضاء 'يمكن أن توفر 80% من الطاقة المتجددة في أوروبا بحلول عام 2050'"" . صحيفة الغارديان . الرقم الدولي الموحد للدوريات 0261-3077 . تاريخ الاسترجاع 22-08-2025 . 
  139. ↑ كينيدي، روبرت ج.؛ روي، كينيث آي.؛ فيلدز، ديفيد إي. (2013). "نقاط دايسون: تحويل الثابت الشمسي إلى متغير باستخدام أشرعة ضوئية كهروضوئية". مجلة أكتا أسترونوتيكا . 82 (2): 225-237 . رمز Bibcode : 2013AcAau..82..225K . doi : 10.1016/j.actaastro.2012.10.022 .
  140. ↑ "الطاقة الشمسية القمرية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 26-05-2016 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-05-2016 .
  141. ↑ رويس جونز. "نظام نقل الطاقة الشعاعية في الفضاء لاستعمار الفضاء القريب" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 10 يونيو 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 مايو 2016 .
  142. ↑ http://www.sspi.gatech.edu/welsom_isdc_reed.pdf اقتراح كيفن ريد بشأن QGSO (الشريحة 25)
  143. ↑ "مستقبل الفضاء - SPS 2000 - نموذج تجريبي لـ SPS" .
  144. ↑ كوميراث، نارايانان. "شبكة الطاقة الفضائية: التآزر بين سياسات الفضاء والطاقة والأمن" (ملف PDF) . معهد جورجيا للتكنولوجيا . تم الاطلاع عليه في 4 ديسمبر 2022 .
  145. ↑ لويس م. فراس. أقمار صناعية ذاتية التوجيه تعمل بالمرايا لتوليد الطاقة الشمسية من الفضاء (ملف PDF) . ورشة عمل SSP، أورلاندو، فلوريدا، ديسمبر 2015. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 1 يوليو 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 مايو 2016 .
  146. ↑ سيلبرغ، بوب (6 أبريل 2016). "هل ستضيء السجادات الطائرة المدارية العالم؟" . ناسا.
  147. ↑ "التحكم في العواصف من الفضاء" . 17 أبريل 2009.
  148. ↑ باي، يونغ (2007)، "رحلة تشكيل حبل الفوتون (PTFF) للهياكل الفضائية الموزعة والمجزأة" ، مؤتمر ومعرض AIAA SPACE 2007 ، المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضائية، doi : 10.2514/6.2007-6084 ، ISBN 978-1-62410-016-1تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 مايو 2022
  149. ↑ فريدمان، د. كلينت (مايو 2009). "التصاق الموجات الكهرومغناطيسية بخيوط بلازما الليزر" (PDF) .
  150. ↑ تزورتزاكيس، ستيليوس؛ كويرون، أرنو (26 فبراير 2014). "موجه موجي مصنوع من الهواء الساخن" . الفيزياء . 7 21. Bibcode : 2014PhyOJ...7...21C . doi : 10.1103/Physics.7.21 .
  151. ↑ "الأحداث - "موجه جوي طويل الأمد في أعقاب خيوط الليزر"" . phys.technion.ac.il . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2017-02-16.
  152. ↑ مفاهيم الأنظمة المتكررة: مصنع قمري ذاتي التكرار وعرض توضيحي (تقرير). ناسا. 1 نوفمبر 1982. تم الاطلاع عليه في 31 يناير 2023 .
  153. ↑ لويس-ويبر، جاستن (2016). "مصنع شمسي ذاتي التكاثر قائم على القمر". الفضاء الجديد . 4 (1): 53-62 . Bibcode : 2016NewSp...4...53L . doi : 10.1089/space.2015.0041 .
  154. ↑ "ابتكار أرتميس" .
  155. ↑ "آلة الزمن" (ملف PDF) . www.nasa.gov .{{cite web}}يستخدم Cite عنوانًا عامًا ( مساعدة )
  156. ↑ "Tethers Unlimited. SpiderFab Additive Manufacturing and Assembly On-Orbit" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 19-05-2016 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-05-2016 .
  157. ↑ جورج ساورز (15 ديسمبر 2015). "هندسة النقل للفضاء القريب من القمر" (ملف PDF) . تحالف الإطلاق الموحد. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 7 مايو 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 مايو 2016 .
  158. ^ "ستارترام – مشروع ستارترام" . ستارترام .
  159. ↑ باركين، كيفن إل جي (2006). دافع الميكروويف الحراري وتطبيقه على مشكلة الإطلاق (أطروحة دكتوراه). معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. doi : 10.7907/T337-T709 .