Centrale solaire orbitale

Projet de la NASA d'une centrale solaire orbitale de type tour solaire qui pourrait pratiquer une transmission d'énergie sans fil vers un vaisseau spatial ou un récepteur planétaire.

Une centrale solaire orbitale (CSO) ou satellite de puissance solaire (SPS), serait un satellite artificiel construit en orbite haute qui utiliserait une transmission d'énergie par micro-ondes ou par laser pour envoyer de l'énergie solaire à une très grande antenne sur Terre où elle pourrait être utilisée à la place de sources d'énergie conventionnelles.

L'avantage de placer une centrale solaire en orbite, est qu'elle n'y serait pas affectée par les cycles jour-nuit, la météo et les saisons, en raison de sa vue constante du Soleil.

Cependant les coûts de construction sont très élevés et la CSO ne sera pas capable de concurrencer les sources d'énergie actuelles à moins que ne soit découvert un moyen de réduire le coût des lancements ou qu'une industrie spatiale soit développée afin qu'on puisse construire ce type de centrales à partir de matériaux pris sur d'autres planètes ou astéroïdes à basse gravité.

Historique

Projet de centrale solaire orbitale NASA, 1976

1968 : Peter Glaser présente l'idée^[1].

1975 : Démonstration de transmission d'énergie sans fil aux États-Unis sur 1,5 km^[2]. ^{, [3]}.

1977 : Début des études jointes NASA - Département de l'Énergie des États-Unis ^[4] (cout 50 millions de $) ^[5]

1982 : Études Boeing ^[6].

1995 : Étude fresh look de la NASA ^[7].

1998 : Démonstration de transmission d'énergie sans fil par micro-ondes à Grand Bassion,La Réunion.^,,[8].

1999 : Étude SERT de la NASA (22 millions de $)^[5], étude de la DLR^{[9] [10]}.

2003 : Études de l'ESA^[11],présentation au Sénat^{[12] [13]}.

2008 : Démonstration de transmission d’énergie sans fil par micro ondes sur 148 km à hawaii^[14].

2009 : Un consortium d'entreprises japonaises (Mitsubishi^[15] et IHI...) mené par la JAXA annoncent leur participation à un projet^,[16],[17].

2010 : EADS Astrium annonce un projet avec pour objectif 10 kW au sol^[18].

Modèles étudiés

Modèle de référence 1979: parallélépipède de 10 km sur 5 km sur 0.5 de profondeur en orbite geo,antenne de 1 km de diamètre, 5 gigawatts au sol, évalué à 250 milliards de $ pour le premier satellite^[7].

Disque solaire : 6 km de diamètre, 5 gigawatts au sol, orbite geo, évalué à 50 milliards de $^[7].

Tour solaire Nasa: 15 km de long, orbite leo ou meo, 250 mégawatts au sol, évalué à 15 milliards de $ ^[7]

Mission de démonstration

En 2010 aux États-Unis, une mission de démonstration a été évaluée à 1,3 milliards de dollars. Elle comprendrait un satellite démonstrateur équipé d'un générateur de micro-ondes, ainsi que la construction d'un champ d'antennes redresseuses au sol avec un laser installé en son centre pour en guider le pointage^[19],[20].

Une démonstration a bord de l'iss a été également proposée^[21],[10],ainsi que des sps martiens et lunaires pour alimenter des rovers^[22].

Construction depuis l'espace

Depuis des matériaux lunaires

Gerard K. O'Neill a proposé de les construire depuis des matériaux récupérés depuis la lune à l'aide d'une catapulte électromagnétique installée sur celle ci^[23].La société Convair a évalué cette idée en 1979 pour la nasa entre 160 et 300 Milliards de dollars de l'époque^[24].

Sur la lune

David criswell a proposé de les construire sur la lune en utilisant les matériaux locaux à l'aide de robots télécommandés et d'usines partiellement auto reproductrices (mission de démonstration évaluée 60 Milliard de $)^{[25],[26],[27],[28]}.

Depuis un astéroïde

Il a été également proposé de d'utiliser les ressources d'un astéroïde pour s'affranchir d'une partie des coûts de lancements depuis la terre ^{[29] [10]}.

Galerie Construction depuis l'espace

• 

  Une catapulte électromagnétique sur la lune.Illustration Nasa

• 

  Une usine robotique partiellement auto reproductrice.Illustration Nasa

• 

  Emetteurs micro ondes sur la lune, grue robotique, rover télécommandé.Illustration Nasa

• 

  Champs de panneaux solaires sur la lune.Illustration Nasa

• 

  Un satellite de puissance solaire construit depuis un asteroide.Illustration Nasa

Traitement en science fiction

• Dans Il était une fois... l'Espace, la terre est entourée d'une ceinture de panneaux solaires en orbite

Articles connexes

Sur les autres projets Wikimedia :

• « Centrale solaire orbitale », sur Wikimedia Commons (ressources multimédia)

• Voile solaire
• Transmission d'énergie sans fil
• Propulsion laser^[2]
• In-Situ Resource Utilization
• Exploitation minière des astéroïdes
• ITER budget 16 Milliards de dollars, production industrielle prévue vers 2050^[30].

Références

1. ↑ http://www.ursi.org/files/Appendices070529.pdf
2. ↑ ^{a et b} Deschamps, « Transmission d’énergie sans fil - État de l’art et perspectives d’applications », dans REE, 2004 [texte intégral] 
3. ↑ http://www.youtube.com/watch?v=sy1vqRT-vqI
4. ↑ http://www.nss.org/settlement/ssp/library/doe.htm
5. ↑ ^{a et b} Erreur dans la syntaxe du modèle ArticleJohn Mankins, « Audition à la Chambre des représentants des États-Unis », dans , 7 septembre 2000 [texte intégral] 
6. ↑ http://www.boeing.com/history/boeing/solarsat.html
7. ↑ ^{a, b, c et d} http://www.nss.org/settlement/ssp/library/1997-Mankins-FreshLookAtSpaceSolarPower.pdf
8. ↑ http://www.science-sainte-rose.net/GrandBassin/documents/downloads/Gbt_iaf96_french.PDF
9. ↑ W. Seboldt et al, « European Sail Tower SPS concept », dans Acta Astronautica, vol. 48, 2001 [texte intégral] 
10. ↑ ^{a, b et c} ftp://ftp.estec.esa.nl/pub2/msm-mrh/EPM%20Study%20Documents/1-6353%20RD1%20SE&U%20Final%20Report.pdf
11. ↑ http://www.esa.int/gsp/ACT/nrg/op/SPS/History.htm
12. ↑ Summerer,Mankins,Kaya,Celeste,Pignolet, « Présentation de l'état des recherches sur les centrales solaires spatiales », dans inconnu, 2003 [texte intégral] 
13. ↑ Summerer,Ongaro, « Où capter l’énergie solaire ? - Comparaison des concepts spatiaux et terrestre », dans REE, 2004 [texte intégral] 
14. ↑ http://www.space.com/5837-experiment-boosts-hopes-space-solar-power.html
15. ↑ http://www.mitsubishielectric.com/bu/space/rd/solarbird/index.html
16. ↑ http://www.jaxa.jp/article/interview/vol53/index_e.html
17. ↑ http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/4403-international-lenergie-spatiale-seduit-les-japonais.php
18. ↑ R.Lainé, directeur technique Astrium, « l'énergie solaire depuis l'espace par rayon laser », dans ciel et espace, 2010 [texte intégral] 
19. ↑ http://nextbigfuture.com/2011/02/future-in-space-operations-assessing.html
20. ↑ http://www.nasaspaceflight.com/2010/07/sd-hlv-early-sps-demonstration-risk-assessment/
21. ↑ http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20110013138_2011013651.pdf
22. ↑ http://www.nss.org/settlement/ssp/library/1989-SecondBeamedSpacePowerWorkshop.pdf
23. ↑ http://md1.csa.com/partners/viewrecord.php?requester=gs&collection=TRD&recid=A8051563AH&q=Astronautics+and+Aeronautics+18%3A46-51+1980&uid=790885634&setcookie=yes
24. ↑ (en) General Dynamics Convair Division, Lunar Resources Utilization for Space Construction, 1979, PDF [lire en ligne] 
25. ↑ DR. David R. Criswell, University of Houston, USA, « Lunar Solar Power System: Industrial Research, Development, and Demonstration », dans World Energy Council 18th Congress, Buenos Aires, 2001 [texte intégral] 
26. ↑ http://www.nss.org/settlement/ssp/library/2000-FinalReport-AutonomousConstructionAndManufacturing.pdf
27. ↑ http://www.highfrontier.org/Archive/Jt/s5.05b.Ignatiev%20Moon%20Base%20Conf%2010-05.pdf
28. ↑ DR. David R. Criswell, « Solar Power via the Moon », dans The Industrial Physicist, 2002 [texte intégral] 
29. ↑ http://nss.org/settlement/nasa/spaceres/IV-2.html
30. ↑ http://www.thespacereview.com/article/931/1

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Space-based solar power » (voir la liste des auteurs)

• (es) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en espagnol intitulé « Energía solar espacial » (voir la liste des auteurs)

Liens externes

Vidéos

• (fr) Présentation canadienne 2009
• (en) Présentation Agence Spatiale Européenne (ESA) * (en) Présentation Agence spatiale japonaise (JAXA)
• (en) Documentaire DVD de la NASA - Explorer de nouvelles frontières pour les besoins énergétiques de demain (90 min)
• (en) Documentaire Future Channel - Alimenter la planète (20 min)

Texte

• (fr) Présentation au senat en 2003
• (fr) Où capter l’énergie solaire ? Comparaison des concepts spatiaux et terrestres ESA Advanced Concepts Team 2004
• (en) Le site de l'ESA sur les centrales solaires orbitales
• (en) Bibliotheque sur le solaire spatial de la National Space Society
• (en) Union radio-scientifique internationale - Historique international des recherches sur les centrales solaires spatiales livre blanc 2007
• (en) Académie internationale d'astronautique - Une énergie verte depuis l'énergie solaire spatiale - Rapport 2011