Après l’essai réussi du module MAPLE, qui a produit de l’énergie via les rayons solaires dans l’espace avant de l’envoyer sur terre sous forme d’ondes, d’autres projets se concrétisent dans le monde.
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Les centrales solaires spatiales
Une réserve pratiquement illimitée d’énergie solaire est diffusée dans l’espace, où elle est disponible en permanence, sans être soumise aux cycles du jour et de la nuit, aux saisons ou à la couverture nuageuse. Des conditions presque parfaites, qui permettraient théoriquement de produire huit fois plus d’énergie que les panneaux solaires installés à la surface de la Terre.
Lorsqu’Isaac Asimov a décrit une installation spatiale capable de récolter et de transmettre l’énergie solaire vers la Terre, en 1941, ce n’était que quelques lignes d’un récit de science-fiction. L’humanité n’avait pas encore envoyé de satellite en orbite à l’époque, ni même mis au point les célèbres « V2 » qui serviront ensuite à développer les premières fusées.
Avance rapide jusqu’en 2023, où des agences envisagent d’établir une base lunaire permanente et d’envoyer des hommes sur Mars. La technologie a désormais suffisamment progressé pour qu’envisager la construction d’une centrale solaire spatial soit non seulement réaliste, mais également en cours de développement dans différentes parties du monde.
Le projet MAPLE a fonctionné
Au début de l’année, nous vous présentions l’expérience MAPLE du California Institute of Technology (Caltech) : des scientifiques ont envoyé en orbite un module baptisé Space Solar Power Demonstrator (SSPD-1), un premier prototype spatial du projet plus large « Space Solar Power Project » (ou SSPP).
Et le module MAPLE a fonctionné, réussissant à transmettre de la puissance électrique depuis l’espace vers la Terre, sous forme d’un faisceau micro-onde. Une électricité produite dans l’espace à partir des rayons solaires. Le transfert d’énergie sans fil a été fait et validé le 3 mars 2023 par MAPLE : Une première mondiale !
Néanmoins, l’énergie transmise par le module a été très très faible, mais le but premier était de vérifier les viabilités de l’expérience : « survivre au lancement et au vol spatial, et continuer à fonctionner » dans le temps, sur plusieurs semaines puis plusieurs mois.
En plus de MAPLE, le SSPD-1 contenait aussi deux autres expérience : DOLCE (Deployable on-Orbit ultraLight Composite Experiment), une structure mesurant de 2 mètres qui « démontre l’architecture, le schéma d’emballage et les mécanismes de déploiement du vaisseau spatial modulaire » et ALBA, une collection de 32 types différents de cellules photovoltaïques « permettant d’évaluer les types de cellules les plus efficaces dans l’environnement hostile de l’espace ».
Des centrales solaires composées de réseaux de satellites ?
Plus largement, l’équipe de Caltech a tiré plusieurs premiers enseignements de l’expérience sur ce que devront être les futures centrales solaires spatiales :
« Pour que ce type de projet soit réalisable, les réseaux de transmission d’énergie devront être légers afin de minimiser la quantité de carburant nécessaire pour les envoyer dans l’espace, flexibles afin qu’ils puissent se plier en un paquet pouvant être transporté dans une fusée, et une technologie peu coûteuse dans l’ensemble. »
Lorsqu’il sera entièrement réalisé, le projet de Caltech déploiera une constellation d’engins spatiaux modulaires (dans un fonctionnement assez proche du réseau Starlink de Elon Musk ou de son équivalent chinois) qui collecteront la lumière du soleil, la transformeront en électricité, puis la convertiront en micro-ondes. Des ons qui seront transmises sans fil jusqu’à l’endroit où elles seront demandées, plusieurs dizaines de kilomètres plus bas, sur Terre.
Caltech promet même que cette diffusion d’énergie solaire spatiale sera possible « y compris dans les endroits qui n’ont actuellement pas accès à une alimentation électrique fiable ».
Pour Ali Hajimiri, codirecteur du SSPP, « De la même manière qu’Internet a démocratisé l’accès à l’information, nous espérons que le transfert d’énergie sans fil démocratisera l’accès à l’énergie ». Il ajoute : « Aucune infrastructure de transport d’énergie ne sera nécessaire sur le terrain pour recevoir cette énergie. Cela signifie que nous pouvons envoyer de l’énergie vers des régions éloignées et des zones dévastées par la guerre ou une catastrophe naturelle. »
Le projet Solar Space
Outre la première réussite de Caltech et du projet MAPLE, on peut citer d’autres avancements majeurs dans la recherche générale pour le développement de centrales solaires spatiales.
La société Solar Space, basée elle au Royaume-Uni, voudrait construire un parc solaire d’environ deux kilomètres de long, et le mettre en service d’ici 2035.
La vision du CEO de l’entreprise, Sam Alden, est ambitieuse, ayant pour objectif « de fournir 20 % de l’approvisionnement énergétique de la Terre à l’aide de 600 satellites ».
Le gouvernement britannique a aussi manifesté un intérêt concret pour la recherche sur l’énergie solaire spatiale, investissant 6 millions de livres dans des projets au Royaume-Uni, mais aussi 5 millions de livres dans une initiative internationale connue sous le nom de CASSIOPeiA.
La Chine avance aussi vers une première centrale solaire orbitale
Dans le même temps, la Chine a des projets ambitieux pour récolter jusqu’à deux gigawatts d’énergie en utilisant cette approche d’ici 2050. C’est plus que l’énergie produite par certaines centrales nucléaires.
Dès 2028, le pays veut avoir mis en orbite un satellite d’essai à une distance d’environ 400 km, qui sera utilisé pour tester ses propres technologies de captation d’énergie solaire et de transfert. Une puissance de 10 kilowatts d’énergie est citée par South China Morning Post.
