{"id":22971,"date":"2012-12-03T23:45:22","date_gmt":"2012-12-03T23:45:22","guid":{"rendered":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/?p=22971"},"modified":"2012-12-03T11:24:26","modified_gmt":"2012-12-03T11:24:26","slug":"como-a-energia-solar-capturada-no-espaco-resolvera-nossas-necessidades-de-energia-na-terra","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/site\/2012\/12\/03\/como-a-energia-solar-capturada-no-espaco-resolvera-nossas-necessidades-de-energia-na-terra\/","title":{"rendered":"Como a energia solar capturada no espa\u00e7o resolver\u00e1 nossas necessidades de energia na Terra"},"content":{"rendered":"

A demanda da humanidade por energia est\u00e1 crescendo a um ritmo surpreendente. Combine isso a uma oferta cada vez menor de combust\u00edveis f\u00f3sseis, e fica dolorosamente claro que \u00e9 necess\u00e1rio algo inovador e poderoso. <\/p>\n

Mas h\u00e1 uma proposta de alta tecnologia que promete muito, uma ideia que existe desde os anos 1960: veja como a energia solar capturada no espa\u00e7o poder\u00e1 resolver todas as nossas necessidades de energia na Terra. <\/p>\n

Os humanos precisam de mais energia <\/p>\n

\"\"<\/p>\n

\n<\/strong>Assumindo que o progresso econ\u00f4mico e a globaliza\u00e7\u00e3o continuem no ritmo atual, em 2030 ser\u00e1 necess\u00e1rio produzir o dobro da quantidade de energia que consumimos hoje. Isso corresponder\u00e1 a monumentais 220 trilh\u00f5es de quilowatts-hora por ano. E at\u00e9 o final do s\u00e9culo, precisaremos de quatro vezes a taxa atual de consumo. <\/p>\n

E t\u00e3o importante quanto isso: n\u00f3s tamb\u00e9m teremos que deixar de lado o h\u00e1bito de combust\u00edvel f\u00f3ssil \u2013 e n\u00e3o s\u00f3 porque ele, uma hora, vai acabar. O aumento das emiss\u00f5es de CO2 est\u00e3o causando estragos na atmosfera da Terra, o que est\u00e1 criando efeitos colaterais no meio ambiente a uma taxa mais r\u00e1pida do que o esperado. <\/p>\n

Al\u00e9m disso, se queremos que os gases de efeito estufa sejam colocados sob controle ao longo das pr\u00f3ximas d\u00e9cadas, precisaremos obter mais de 90% de toda a nossa energia a partir de fontes renov\u00e1veis ou nucleares. <\/p>\n

Embora haja uma s\u00e9rie de propostas sobre como podemos responder a estes desafios, nenhuma parece ser realmente vi\u00e1vel\u2026 <\/p>\n

\u2026com exce\u00e7\u00e3o de sat\u00e9lites movidos a energia solar. <\/p>\n

Benef\u00edcios \u00f3bvios <\/p>\n

\"\"<\/p>\n

\n<\/strong>Um olhar mais atento a esta solu\u00e7\u00e3o baseada no espa\u00e7o traz uma longa lista de vantagens. <\/p>\n

Sat\u00e9lites movidos a energia solar n\u00e3o produzem quaisquer gases de efeito estufa, nem ocupam espa\u00e7o valioso na Terra. E uma vez pagos os custos iniciais, eles seriam relativamente baratos de se manter. Os m\u00f3dulos solares usados para a gera\u00e7\u00e3o de energia solar t\u00eam uma vida \u00fatil longa, sem mencionar o ROI (retorno sobre o investimento) surpreendente que viria de uma fonte de energia praticamente ilimitada. <\/p>\n

Al\u00e9m disso, eles n\u00e3o est\u00e3o limitados por ciclos dia\/noite, pelo tempo\/clima, ou pela mudan\u00e7a das esta\u00e7\u00f5es. E, de fato, eles seriam muito mais eficientes do que qualquer tipo de esta\u00e7\u00e3o baseada na Terra. A coleta de energia solar no espa\u00e7o \u00e9 sete vezes maior (por unidade de \u00e1rea) do que na superf\u00edcie do planeta. Al\u00e9m disso, a quantidade de energia solar dispon\u00edvel l\u00e1 em cima \u00e9 impressionante \u2013 na ordem de bilh\u00f5es de vezes maior do que obtemos hoje. A Terra recebe apenas 1\/2.300.000.000 da energia gerada pelo Sol. O potencial de escalabilidade \u00e9 enorme, para dizer o m\u00ednimo. <\/p>\n

Sat\u00e9lites movidos a energia solar n\u00e3o seriam propensos a ataques terroristas, e reduziriam a press\u00e3o geopol\u00edtica por petr\u00f3leo. De acordo com o futurista Keith Henson, a energia solar capturada do espa\u00e7o pode ser usada para mover ve\u00edculos, como carros el\u00e9tricos, ou permitir a produ\u00e7\u00e3o de combust\u00edveis sint\u00e9ticos \u2013 que, custando um centavo de d\u00f3lar por quilowatt-hora, resultariam em gasolina que custaria R$0,50 por litro. <\/p>\n

Ao mesmo tempo, essa energia solar daria independ\u00eancia energ\u00e9tica de verdade para as na\u00e7\u00f5es que optarem por implement\u00e1-la. E al\u00e9m disso, essa energia poderia ser exportada para qualquer lugar do mundo, e seria especialmente valiosa para \u00e1reas isoladas do mundo, incluindo \u00c1frica e \u00cdndia. <\/p>\n

Por fim, a energia solar capturada no espa\u00e7o tamb\u00e9m traria benef\u00edcios tremendos para a explora\u00e7\u00e3o espacial humana e rob\u00f3tica, incluindo o fornecimento de energia para col\u00f4nias na Lua, Marte e esta\u00e7\u00f5es espaciais. Ele poderia tamb\u00e9m servir como a primeira semente no desenvolvimento de uma Esfera de Dyson \u2013 uma matriz de coletores solares que iria cobrir o Sol a uma dist\u00e2ncia de cerca de 1 UA (unidade astron\u00f4mica, cerca de 150.000.000 km). <\/p>\n

Como vai funcionar <\/p>\n

\"\"<\/p>\n

<\/strong>No final dos anos 1960, Peter Glaser prop\u00f4s a ideia de sat\u00e9lites movidos a energia solar (SPS), que ele imaginou como c\u00e9lulas fotovoltaicas no espa\u00e7o que poderiam transferir energia sem fio de volta \u00e0 Terra. Seu projeto exigia uma grande plataforma posicionada no espa\u00e7o em uma \u00f3rbita alta, que iria recolher a energia solar e convert\u00ea-la em eletricidade. Por sua vez, essa energia seria usada para conduzir uma transmiss\u00e3o sem fio de energia (WPT), que transmitiria a energia solar para esta\u00e7\u00f5es de recep\u00e7\u00e3o na Terra \u2013 o que seria composto de grandes antenas receptoras. <\/p>\n

Alguns vision\u00e1rios atualizaram a vis\u00e3o de Glaser para incluir o uso de um transmissor de energia sem fio por micro-ondas. Isto envolveria grandes estruturas separadas (como um painel solar e um transmissor) que seriam montados no espa\u00e7o. Sistemas SPS poderiam tamb\u00e9m incluir um conceito WPT modular com lasers, envolvendo m\u00f3dulos solares que se automontariam. Outros projetos exigem um conceito WPT SPS de \u201cestrutura sandu\u00edche\u201d modular, exigindo um n\u00famero significativo de pequenos m\u00f3dulos solares que seriam montados roboticamente em \u00f3rbita. <\/p>\n

Mas para que isso aconte\u00e7a, precisamos desenvolver ve\u00edculos de lan\u00e7amento ecol\u00f3gicos e de baixo custo. N\u00f3s poder\u00edamos enviar os materiais em um elevador espacial, mas enquanto n\u00e3o realizamos isto, n\u00f3s teremos que criar algo mais eficiente. Felizmente, a SpaceX e outras empresas privadas j\u00e1 est\u00e3o trabalhando em solu\u00e7\u00f5es de lan\u00e7amento mais eficientes. <\/p>\n

Al\u00e9m disso, precisaremos de constru\u00e7\u00e3o em larga escala e esta\u00e7\u00f5es em \u00f3rbita \u2013 locais de trabalho no espa\u00e7o que seriam maiores, mais complexos, e que exigiriam mais energia do que a Esta\u00e7\u00e3o Espacial Internacional (ISS). Eles permitiriam a produ\u00e7\u00e3o de grandes pain\u00e9is simples, f\u00e1ceis de montar, que consistiriam de v\u00e1rias pe\u00e7as id\u00eanticas. No futuro, seria poss\u00edvel at\u00e9 mesmo construir uma frota inteira destes coletores solares usando materiais extra\u00eddos de asteroides. <\/p>\n

Propostas de design <\/p>\n

\"\"<\/p>\n

\n<\/strong>\u00c0 medida que mais pessoas reconhecem o potencial dos SPS, e \u00e0 medida que a tecnologia alcan\u00e7a a ideia, foram formuladas uma s\u00e9rie de propostas de design. E isso n\u00e3o \u00e9 mais apenas mera especula\u00e7\u00e3o: \u00e9 algo que est\u00e1 quase pronto para virar realidade. <\/p>\n

Por exemplo, o SPS-ALPHA (Sat\u00e9lite de Energia Solar via Agrupamentos por Fase Arbitrariamente Grandes), que est\u00e1 sendo desenvolvido por John Mankins, da NASA. Utilizando uma abordagem \u201cbiomim\u00e9tica\u201d, o projeto prev\u00ea enormes plataformas constru\u00eddas a partir de milhares de pequenos elementos, que poderiam fornecer dezenas de milhares de megawatts transmitindo energia sem fio. <\/p>\n

Ele faria isso usando uma grande quantidade de espelhos cobertos por uma pel\u00edcula fina, e controlados individualmente, colocados na superf\u00edcie curva de um sat\u00e9lite. Esses espelhos ajust\u00e1veis iriam interceptar e redirecionar a luz solar para c\u00e9lulas fotovoltaicas afixadas atr\u00e1s do sat\u00e9lite. O lado que aponta para a Terra teria um conjunto de pain\u00e9is de transmiss\u00e3o de micro-ondas. Eles gerariam um feixe \u00fanico e de baixa intensidade de radiofrequ\u00eancia, que seria transmitido para a Terra. <\/p>\n

E o que \u00e9 particularmente interessante sobre este conceito \u00e9 que ele permitiria a constru\u00e7\u00e3o de um sat\u00e9lite de energia solar que poderia ser montado inteiramente a partir de elementos individuais do sistema que n\u00e3o pesam mais de (50-200 kg), permitindo que todas as pe\u00e7as fossem produzidas em massa a baixo custo. <\/p>\n

H\u00e1 tamb\u00e9m o sistema SBSP, da JAXA. A ag\u00eancia espacial japonesa quer um prot\u00f3tipo em funcionamento at\u00e9 2020, e um sistema totalmente operacional at\u00e9 2030. <\/p>\n

O sistema deles \u00e9 projetado para funcionar em uma \u00f3rbita estacion\u00e1ria a cerca de 36.000 km acima do equador, onde ele ir\u00e1 absorver a luz solar com c\u00e9lulas solares incrementadas com cromo. O sistema SBSP vai transmitir energia para a Terra usando feixes de laser com cerca de 42% de efici\u00eancia. Cada sat\u00e9lite vai transmitir energia para uma esta\u00e7\u00e3o receptora com 3 km de largura, que vai produzir um gigawatt de energia el\u00e9trica \u2013 o bastante para abastecer 500.000 casas. <\/p>\n

Outros exemplos incluem a Sun Tower, o sat\u00e9lite Dyson-Harrop (que aproveitaria a energia dos ventos solares), o Solar Disk, e o SPS European Sail Tower. <\/p>\n

Prazos
\n<\/strong>
\n\"\"<\/p>\n

Os SPS t\u00eam sido discutidos desde os anos 70, e foram revistos periodicamente por v\u00e1rias partes interessadas no mundo \u2013 mas a ideia nunca foi vista como algo rent\u00e1vel ou tecnologicamente vi\u00e1vel. Estes sentimentos est\u00e3o mudando, no entanto. <\/p>\n

No ano passado, a Academia Internacional de Astron\u00e1utica publicou um relat\u00f3rio exaustivo elogiando os benef\u00edcios da energia solar obtida no espa\u00e7o, exortando a comunidade internacional a tomar a s\u00e9rio essa perspectiva. O relat\u00f3rio cont\u00e9m mais de uma dezena de recomenda\u00e7\u00f5es sobre como come\u00e7ar, enquanto prev\u00ea que a energia solar espacial ser\u00e1 tecnicamente vi\u00e1vel dentro de 10 a 20 anos, utilizando tecnologias que j\u00e1 existem. <\/p>\n

Os autores tamb\u00e9m notaram que o projeto seria economicamente vi\u00e1vel nas pr\u00f3ximas d\u00e9cadas, mas em condi\u00e7\u00f5es espec\u00edficas que t\u00eam a ver com os mercados futuros de energia e da disposi\u00e7\u00e3o dos governos para come\u00e7ar (o que poderia ser motivado por preocupa\u00e7\u00f5es ambientais). <\/p>\n

Al\u00e9m disso, experimentos de voo ser\u00e3o necess\u00e1rios, assim como a decis\u00e3o de pol\u00edticas ou quest\u00f5es regulat\u00f3rias \u2013 o que definitivamente pode levar algum tempo. Nem precisamos mencionar que alguns grupos e indiv\u00edduos podem n\u00e3o gostar da ideia de micro-ondas e raios laser atingirem a superf\u00edcie da Terra \u2013 para n\u00e3o mencionar o potencial pesadelo de que essa tecnologia poderia virar uma arma. <\/p>\n

E em termos de gastos, a IAA prop\u00f4s um esquema de partilha de custos em que as na\u00e7\u00f5es trabalhariam em conjunto para reduzir o pre\u00e7o \u2013 que poderia chegar a um trilh\u00e3o de d\u00f3lares. <\/p>\n

Mas dados os incr\u00edveis benef\u00edcios \u2013 para n\u00e3o mencionar a enorme necessidade \u2013 isso precisa acontecer. <\/p>\n

Autor: GizModo<\/b><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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