Centrale solaire orbitale

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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.

Sommaire

Historique[modifier]

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] (coût 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 Bassin, 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[modifier]

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[modifier]

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 à 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[modifier]

Depuis des matériaux lunaires[modifier]

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[modifier]

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[modifier]

Il a été également proposé 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[modifier]

  • 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

Articles connexes[modifier]

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Références[modifier]

  1. ↑ (en) Content of appendices
  2. ↑ a et b Deschamps, « Transmission d’énergie sans fil - État de l’art et perspectives d’applications », REE, 2004 [texte intégral]  [PDF]
  3. ↑ Wireless Power Transmission 30kw over 1 mile at 82.5% efficiency Goldstone 1975 [vidéo]
  4. ↑ (en) Satellite Power System Concept Development and Evaluation Program
  5. ↑ a et b John Mankins, Audition à la Chambre des représentants des États-Unis, 7 septembre 2000 [lire en ligne] 
    Testimony of John Mankins before House Science Committee Hearings on Solar Power Satellites

    Statement of John C. Mankins
    Manager, Advanced Concepts Studies
    Office of Space Flight, NASA

    Before the Subcommittee on Space and Aeronautics

    Committee on Science, U.S. House of Representatives
  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. ↑ Guy Pignolet, Joseph Hawkins, Noboyuki Kaya, Jean-Daniel Lan Sun Luk, Frédéric Lefèvre, Vladimir Loman, Yoshihiro Naruo, François Valette et Vladimir Vanke, « IAF-96-R.2.08 - Résultats de l'étude de cas de Grand Bassin à La Réunion : Concept opérationnel pour le transport de 10 KW par faisceau micro-ondes », 47ème Congrès International d'Astronautique, Pékin (Chine), 7-11 octobre 1996 [texte intégral] 
  9. ↑ W. Seboldt et al., « European Sail Tower SPS concept », Acta Astronautica, vol. 48, 2001, p. 785-792 [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 », inconnu, 2003 [texte intégral] 
  13. ↑ Summerer,Ongaro, « Où capter l’énergie solaire ? - Comparaison des concepts spatiaux et terrestre », 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 », 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 », 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 », The Industrial Physicist, 2002 [texte intégral] 
  29. ↑ http://nss.org/settlement/nasa/spaceres/IV-2.html
  30. ↑ http://www.thespacereview.com/article/931/1

Liens externes[modifier]

Vidéos[modifier]

Texte[modifier]

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