
La situazione attuale dei programmi di ricerca su SBSP (Space Based Solar Power-system)
Stati Uniti d’America (NASA, USAF, U.S. NAVY)
A metà degli anni ’60, mentre la NASA era fortemente coinvolta nella corsa allo Spazio, ha dato una forma di disegno elementare a un’idea apparsa per la prima volta in un breve romanzo di Isaac Asimov, un famoso scrittore e divulgatore scientifico.
L’idea di questo progetto era stata spinta anche dal forte aumento dei prezzi del petrolio; tuttavia, i costi di installazione e gestione molto elevati dell’energia solare basata sullo spazio hanno bloccato tutti i progetti SBSP. Negli Stati Uniti, negli ultimi tre decenni, c’è stato un blackout di iniziative a favore delle centrali solari spaziali a causa, in parte, delle tragedie dello Space Shuttle: queste hanno attirato l’attenzione sull’affidabilità incompleta dei lanci dei veicoli nello spazio, limitando le missioni esplorative con il pilota della NASA.
Lo sviluppo statunitense di SBSP è ora affidato ai laboratori di ricerca dell’Aeronautica Militare e alla Marina, che collabora anche con la NASA. Nelle loro strategie di business (Project ARACHNE), la costruzione di una “Space Farm” sperimentale (coltivazione di alimenti nello spazio) è prevista per il 2025.
Sono stati compiuti importanti progressi tecnologici sia negli impianti di conversione da fotovoltaico a microonde che nella trasmissione a lunga distanza di energia solare. Significativo è stato lo sviluppo del cosiddetto “sandwich”, un pannello solare a due lati che realizza il doppio ciclo di conversione del “fascio solare – elettricità – microonde” e la trasmissione di microonde alle antenne di invio del satellite.
La NASA ha recentemente annunciato la sua intenzione di effettuare uno studio approfondito sulla fattibilità di un nuovo programma per l’utilizzo di energia solare spaziale. La decisione dovrebbe essere collegata, da un lato, ai progressi compiuti su questo terreno da alcune importanti agenzie spaziali come quelle cinesi e indiane e, dall’altro, a un orientamento più favorevole sui sistemi di energia solare spaziale (SSPS) maturati da importanti istituzioni scientifiche.
Europa (ESA)
Il Consiglio dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), nel corso della riunione ministeriale del 22-23 novembre 2022, ha deciso di effettuare uno studio sulla possibilità di attuare il programma SOLARIS. Si tratta di alcune iniziative SBSP che sono già state valutate tecnicamente dall’ESA. Lo studio, che durerà tre anni, prenderà in considerazione gli aspetti economici e politici del programma e si avvarrà anche della collaborazione delle maggiori aziende industriali che operano nello Spazio. Questa iniziativa può essere vista come il primo passo verso l’obiettivo dell’Unione Europea di raggiungere le emissioni “Zero” da fonti energetiche fossili e perseguire un forte sviluppo dell’industria e dei servizi nel settore spaziale. La decisione dell’ESA, che appare simile a quella presa dalla NASA, deriva anche dall’impulso dei due importanti paesi partner dell’Agenzia Spaziale come la Germania e il Regno Unito, entrambi risolutamente allineati nel sostenere i programmi di decarbonizzazione. Essi hanno già i risultati ciascuno del proprio studio di fattibilità su SBSP, rispettivamente commissionato nel 2019 alle società di consulenza internazionali: Roland Berger e la Frazer Nash Company.
Sembra, tuttavia, dai rapporti sopra menzionati, che il fattore più impegnativo per costruire un impianto SBSP sia il suo costo elevato (in particolare del lancio e del trasporto). Ad esempio, il costo della Stazione Spaziale Internazionale non può essere preso come riferimento. Nei dieci anni di costruzione sono stati aggiunti nuovi moduli e sono state apportate continue modifiche. Inoltre, nei dati disponibili, i costi di installazione dei vari moduli non sono separati dai costi operativi. La massa di 480 tonnellate della Stazione Spaziale Internazionale è insufficiente per la costruzione di un parco solare spaziale, e anche la giustificazione economica non è adeguata. Il rapporto della Frazer Nash Company è molto analitico circa i costi. Propone al governo britannico la costruzione di 5 centrali solari (space farm), ognuna delle quali con una capacità di 2 Gigawatt di potenza produttiva. Il progetto è organizzato in cinque fasi, a partire dal 2030. Il costo totale è pari a circa 16,4 miliardi di sterline. I vantaggi includono l’alimentazione diretta attraverso un circuito wireless ad automobili, altri veicoli di trasporto di grandi dimensioni e impianti pericolosi come impianti chimici, centrali nucleari e robot utilizzati in operazioni di assemblaggio rischiose.
Giappone (JAXA)
L’alleanza politica ed economica tra il Giappone e gli Stati Uniti che si sviluppò dopo la fine della Seconda Guerra Mondiale promosse, come è noto, una stretta cooperazione tra i due paesi nel campo dello spazio. L’Agenzia Spaziale Giapponese (NASDA), nata negli anni ’70, ha collaborato con la NASA dalle prime elaborazioni concettuali su SBSP. L’interesse del Giappone è rimasto forte anche quando, intorno alla metà degli anni ’70, la NASA ha abbandonato tutti i progetti SBSP. Grazie alla proposta del fisico John C. Mankins, con il suo articolo intitolato “Un nuovo sguardo all’energia solare spaziale: nuove architetture, concetti e tecnologie”, nel 1998 c’era, da parte della NASA, un “contraccolpo” sull’argomento. Nel 2011-2012 la NASA, in collaborazione con JAXA (Japan Aerospace eXploration Agency, l’Agenzia Spaziale Giapponese), ha iniziato a costruire il satellite “SPS-Alpha”, mai terminato.
Gli sforzi di ricerca della JAXA nel settore SBSP sono stati accompagnati nel tempo da un costante interesse per gli aspetti scientifici più generali relativi al Sole. Vale la pena ricordare che JAXA ha contribuito alla costruzione e alla messa in orbita del telescopio ottico HINODE (Solar B), attivo dal 2006 e per il quale ha collaborato con la NASA e l’Agenzia Spaziale del Regno Unito. Circa i sistemi di energia solare spaziale, gli ingegneri JAXA hanno studiato sia i meccanismi di conversione del percorso (raggi solari-energia elettrica-microonde o energia radar), sia i sistemi per la trasmissione di impulsi elettromagnetici sulla Terra. Infine, gli ingegneri sono stati molto coinvolti nella sperimentazione di sistemi di assemblaggio robotico per i grandi componenti della “space farm”. L’interesse del Governo giapponese per il futuro sviluppo delle applicazioni SSPS si riflette anche nell’ultimo piano energetico strategico del paese approvato nel novembre 2021 dal Ministero dell’Economia, del Commercio e delle Tecnologie.
Nell’introduzione al suddetto piano (che è il sesto in ordine di tempo approvato dal governo) si sostiene anche che uno dei vantaggi dell’energia solare spaziale è che è improbabile che essa sia soggetta a fluttuazioni speculative dei prezzi e danni alle sue strutture terrestri, considerando che il Giappone è un territorio molto sismico. Nonostante l’alto livello di conoscenza acquisito, i sostenitori dei progetti di ricerca SSPS di JAXA mostrano un atteggiamento molto cauto nel prendere in considerazione future applicazioni pratiche dell’energia. La loro intenzione è quella di iniziare a breve termine (cioè entro 2 o 3 anni) con una piccola “fattoria solare” e poi, nel tempo (due decenni), passare alla costruzione di mega satelliti che presenteranno una “superficie di X chilometri quadrati”. Questo approccio, tra l’altro, è stato suggerito da due comitati di esperti (impegnati rispettivamente in consulenza economica e tecnologica) stabiliti nel 2013 e nel 2014.

Cina (CNSA)
L’interesse per l’energia solare basata sullo spazio e la ricerca sulla fisica solare, iniziata nei primi anni di questo secolo, è diventato un tema centrale nelle attività di ricerca cinesi. La Cina vede i suoi investimenti nello sviluppo di tecnologie SBSP per l’energia come equivalente al programma Apollo che ha portato gli Stati Uniti alla leadership nella scienza e nella tecnologia. CAST (China Academy of Space Technology), una delle principali agenzie spaziali cinesi, considera SBSP come il raggiungimento di diversi obiettivi importanti per la Cina, vale a dire “sviluppo economico e sociale sostenibile, prevenzione e mitigazione dei disastri e mantenimento di personale qualificato e coltivazione di talenti innovativi”. Oltre ai laboratori dell’Agenzia, anche altre istituzioni scientifiche e varie università sono impegnate in questo settore di ricerca. Tra questi, l’Università Xinian ha raggiunto un alto livello di conoscenza in questa disciplina. Un gruppo di ricercatori dell’Università Xinian si è dedicato con successo al test dei sistemi di trasmissione a lunga distanza di impulsi elettromagnetici, cioè una tecnologia critica per lo sviluppo di SBSPS. Il gruppo ha anche costruito e “testato” una rectenna di ricezione-trasmissione alta 75 metri nel campus universitario di Xinian. Il gruppo si occupa in particolare della trasmissione wireless di impulsi elettromagnetici dallo spazio esterno e il risultato della conversione dal fotovoltaico. Il successo di questo gruppo di ricercatori può essere visto come il risultato degli sforzi congiunti, all’interno del Progetto OMEGA, di varie strutture di ricerca, appartenenti anche a società industriali cinesi. Tra i risultati ottenuti dal CNSA, è doveroso menzionare anche la decisione dell’Accademia Cinese di Tecnologia Spaziale (CAST) di iniziare, a partire dal 2019, la costruzione di una base per test sperimentali nel territorio del Comune di Chongqing. I test di cui sopra riguardano principalmente le possibili conseguenze ambientali della trasmissione di “energia wireless ad alta potenza”.
Le informazioni a sostegno del programma di ricerca e sviluppo guidate dalla CNSA provengono sia da documenti presentati da studiosi cinesi ai congressi scientifici che da rapporti di stampa locali. La prima pietra miliare importante di questo programma è prevista per il 2028 con la costruzione di una centrale solare posta in orbita geostazionaria. Data la sua natura sperimentale, sarà di dimensioni limitate e quindi sarà in grado di produrre solo poche decine di chilowatt di energia (pari alle esigenze di poche famiglie). Il progetto è in preparazione a cura del suddetto gruppo di ricercatori guidati dall’Università Xinian. La “fattoria satellitare” (satellite-farm) sarà posta in orbita dal lanciatore Lunga Marcia 9, che, inoltre, è già in produzione e sarà utilizzato anche per missioni simili in futuro. Alcune delle sue caratteristiche costruttive indicano la straordinaria natura di questo propulsore: il carico utile previsto è di 150 tonnellate; la fase centrale ha un diametro di 10 metri mentre quella dei 4 ripetitori laterali è di 5 metri; la spinta è di 500 tonnellate. Il governo ha approvato la sua costruzione nell’ottobre 2022.
In preparazione del lancio della prima Stazione Solare del 2028, proseguiranno gli esperimenti relativi al progetto complessivo. Questi hanno incluso il lancio, avvenuto nel 2023 di un satellite in orbita bassa (400 km), con il compito di inviare una carica iniziale di 10 Kw sulla Terra. Infine, è previsto che la produzione a livello di 10 Gigawatt possa essere raggiunta nel periodo “2030-2035″. Questo sarà un importo adeguato a soddisfare parzialmente le esigenze civili e militari del paese.
Russia (Roscosmos)
Il progetto Solar Space Power Plant (SCES), sviluppato dalla holding dei sistemi spaziali russi (parte della Roscosmos State Corporation), ha alcune differenze significative rispetto ad altre ipotesi di progettazione discusse sopra. Si differenzia principalmente per l’uso di canali laser allo scopo di trasmettere l’elettricità generata dai pannelli solari posizionati nello spazio esterno sulla Terra. “I vantaggi del trasferimento di energia laser sono la rapida conversione (da un nanosecondo circa) e una divergenza estremamente bassa”. Un’altra differenza è la presenza sulla Terra di un gruppo di rectenna mobili. Infine, il progetto fornisce alcuni sistemi di risparmio energetico (fondamentalmente batterie) situati nel modulo orbitante e nel modulo Terra della Stazione Solare, insieme alla ricezione tramite le rectenna. Le batterie nel modulo orbitante dovrebbero consentire l’alimentazione o la ricarica di energia per la Stazione stessa o per altri satelliti orbitanti, mentre le batterie della Terra potrebbero fornire elettricità in caso di emergenze o disastri ambientali. Nei piani del governo russo, tuttavia, questo tipo di centrali solari può essere utilizzato in modo elettivo per garantire un’alimentazione adeguata anche a luoghi remoti: vicino, ad esempio, al Polo Nord o isole o altre regioni impermeabili, come quelle dominate da territori montuosi. La letteratura sull’argomento menziona l’uso anche militare dell’energia prodotta dalle prossime fattorie spaziali russe. Tuttavia, non viene riportato un calendario affidabile delle realizzazioni nei prossimi anni.
Australia (ASRI)
Il governo australiano ha fissato l’obiettivo di raggiungere la decarbonizzazione totale delle sue emissioni entro il 2050. A tal fine, da alcuni anni è in corso un programma per sostituire i combustibili fossili tradizionali con fonti di energia rinnovabile (in particolare centrali eoliche e impianti fotovoltaici). Oltre a queste iniziative, il governo ha fatto importanti investimenti nello stoccaggio dell’energia prodotta in grandi batterie per stabilizzare la produzione, avere una buona riserva in caso di disastri naturali o per alimentare alcuni usi civili di energia (ad esempio il trasporto), senza incorrere in minacce speculative sui prezzi praticati dai fornitori internazionali. Nell’ottobre 2022, a Canberra si è tenuta una serie di incontri tra rappresentanti dei governi britannico e australiano per esaminare la possibilità di costruire congiuntamente una Space Solar Farm da 2 Gigawatt. A questi incontri hanno partecipato anche i rappresentanti dei governi di stato australiani di Victoria, New South Wales, Queensland, South Australia e Western Australia. alla loro conclusione, si è deciso di presentare il progetto di joint venture al Parlamento di Canberra.
India (ISRO)
In India, sia il mondo scientifico e tecnologico che il governo nazionale sono interessati a SBSP da molti anni. I primi studi sulla trasferibilità dallo spazio esterno alla Terra degli impulsi elettromagnetici utilizzando le modalità wireless risalgono al 1987. Dopo questa data, l’Agenzia Spaziale Indiana (ISRO) ha condotto altri studi sulla costruzione nello spazio di una “stazione di produzione di energia solare” (solar power farm). Il picco di interesse per SBSP è stato raggiunto dopo l’incidente avvenuto nella centrale nucleare di Fukushima nell’aprile 2011. In quel periodo, è emersa l’idea di un progetto congiunto di Solar Space Farm con India, Giappone e Stati Uniti. La previsione di una forte crescita del fabbisogno energetico (stimata a circa il 60% rispetto all’attuale livello nel 2050), oltre ai vantaggi delle connessioni wireless tra la miriade di villaggi nel loro territorio, rende ancora attuale la soluzione SBSP per il governo dell’India. La ragione principale che finora ha impedito l’attuazione di un progetto sulla questione è stato il suo costo molto elevato. Tuttavia, sta emergendo l’opportunità di istituire un fondo di finanziamento ad hoc per un nuovo progetto SBSP che includerebbe anche la partecipazione di grandi società statunitensi come Boeing, Lockheed Martin e Northrop Grumman, oltre alla società indiana Tata.
Questa è la situazione ai giorni nostri della nuova “corsa” alla realizzazione di centrali solari nello spazio.
Il testo riportato sopra è un riassunto di un articolo più esteso e completo, debitamente correlato da tutte le fonti utilizzate per la stesura, realizzato dall’Istituto Italiano per gli Studi di Politica Internazionale (ISPI), pubblicato il 18 settembre 2024: attualissimo.

Collaborazione, Fratellanza e Unione:
il cammino diametralmente opposto delle nazioni della Terra
Come riportato precedentemente, il 26 novembre 1973 lo scienziato extraterrestre Adoniesis comunicò, tramite il contattato Eugenio Siragusa, uno specifico messaggio rivolto a tutta l’umanità.
Un messaggio che, seppur in poche righe, già più di 50 anni fa racchiudeva al suo interno soluzioni a problemi di piena attualità. Il contenuto di questo messaggio, assolutamente fantascientifico per l’epoca e quasi ancora tale per i giorni nostri, spiegava come la costruzione di stazioni spaziali volte alla conversione di energia solare direttamente nello spazio poteva essere la soluzione ai problemi energetici che si sarebbero sempre di più aggravati nel futuro.
In un certo modo, in sole 20 righe di testo (tale è la lunghezza di questo messaggio dal titolo alla firma) si delineavano tutti gli sforzi tecnologici che le nazioni più potenti del pianeta avrebbero compiuto nel futuro. E ancora nel futuro anche a partire da oggi, dato che non siamo neppure lontanamente vicini al raggiungimento dell’obiettivo di ricavare “energia pulita illimitata” direttamente dalla nostra importantissima stella.
Il problema degli esseri umani terrestri (esclusa una piccolissima parte) risiede direttamente nell’intimo dello spirito: purtroppo l’egoismo è il sentimento che prevale. Da questo nasce la sopraffazione, la conquista sugli altri e l’isolamento.
Sì, l’isolamento e la sopraffazione sugli altri (la guerra), poiché, come si è visto, il carattere della collaborazione rispetto alla realizzazione di queste stazioni solari spaziali in pratica è inesistente. Nell’esposizione dei fatti sopra riportati si parla di collaborazioni, ma sono rivolte esclusivamente tra nazioni con rapporti di colonizzatori-colonia o ad alleanze di nazioni già in competizione con altre.
Non vi è assolutamente un progetto di collaborazione di tutte le nazioni del mondo. Un’eventualità, questa, che chiaramente permetterebbe di superare senza problemi lo scoglio delle sfide tecnologiche, e quindi delle risorse (dei costi): quale singola nazione è così potente da poter essere così efficiente come una collaborazione tra tutte le nazioni del pianeta? Nessuna.
Parlando chiaramente, il pensiero comune di tutti gli Stati è che chi riuscisse per primo a realizzare questo progetto non solo riuscirebbe a risolvere il problema del proprio approvvigionamento energetico, ma acquisirebbe anche un enorme vantaggio militare dall’alto rispetto a tutti gli altri (almeno Russia e Cina lo dicono apertamente, senza ipocrisie o giri di parole).
La terribile e infinitamente triste idea del vantaggio militare è la seguente: la Nazione che riuscisse a canalizzare direttamente da orbite alte tramite un raggio laser o fasci concentrati di microonde l’energia infinita del Sole, invece che canalizzare questa energia sulle rectenne di ricezione per alimentare città o distretti industriali, potrebbe tranquillamente concentrare tale energia per distruggere senza limitazioni eventuali obiettivi. Senza limiti. Terrificante.
Già sono vecchi di decenni film e opere di fantasia dove satelliti dallo spazio distruggono con fasci di energia obiettivi sul pianeta. Oggi queste cose vengono progettate per essere reali.

La realtà è autoevidente: gli Stati Uniti d’America hanno chiamato il loro progetto per la realizzazione di SBSP “Project Arachne“: Aracne, secondo la mitologia greca, era una fanciulla che per aver oltraggiato di Dei fu trasformata in un grosso ragno e fu costretta a tessere una tela senza sosta dalla bocca. Un ragno che tesse continuamente una tela è un predatore in continua attesa delle sue prede.
In effetti, non possiamo aspettarci nulla di meglio quando si affida la progettazione di questo tipo di programmi all’Aeronautica militare e alla Marina militare.
Siamo sempre più lontani da quel briciolo di collaborazione internazionale che diede vita alla Stazione Spaziale Internazionale. Anzi, come possiamo evincere dalle notizie, la situazione geopolitica internazionale sta prendendo sempre di più la direzione diametralmente opposta dalla fratellanza.
Il blocco NATO (Stati Uniti ed Europa) e il blocco RUSSO stanno, giorno dopo giorno, avvicinandosi sempre di più verso la guerra, una guerra che verrà trasformata istantaneamente da colui che starà per perderla nella Terza Guerra Mondiale Nucleare.
Secondo le parole di Adoniesis, “LA COSCIENTE RESPONSABILITA’ ” fino ad ora non sta prevalendo.
Notizie, dati e considerazioni
Andrea Macchiarini
07 ottobre 2024
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