Kan vi udnytte energi fra det ydre rum?

Folk har søgt efter rene alternative energikilder i årtier uden held. Så snart en kilde ser ud til at bestå testen, nogen afdækker dens fatale fejl. Atomisk, vind, solenergi og vandkraft er alle blevet trukket gennem mudderet til en vis grad. Traditionel nuklear fission er for risikabel, vind er ikke ensartet, solen trænger ikke altid ind i skyerne, og vandkraftdæmninger forstyrrer naturlige miljøer.

Det ser ud til, at enhver brugbar løsning er lysår væk-bogstaveligt talt. Nogle forskere mener, at svaret på vores energibehov ligger i stjernerne. Fra vindmøller på Mars til helium-3-fusion, mennesker leder i stigende grad efter udenjordiske kilder til Jordens energibehov.

En af de kilder, de kigger på, er helium-3 til brug i kernefusionsreaktioner. I modsætning til atomisk fission , som deler atomets kerne i to, atomisk fusion kombinerer kerner til at producere energi. Mens kernefusion allerede er blevet testet med brintisotoper deuterium og tritium , disse reaktioner afgiver størstedelen af ​​deres energi som radioaktive neutroner, rejser både sikkerhed og produktion bekymringer. Helium-3, på den anden side, er helt sikkert. Det afgiver ingen forurening eller radioaktivt affald og udgør ingen fare for de omkringliggende områder.

En isotop af elementet helium, helium-3 har to protoner, men kun en neutron. Når det opvarmes til meget høje temperaturer og kombineres med deuterium , reaktionen frigiver utrolige mængder energi. Blot 2,2 pund (et kilo) helium-3 kombineret med 1,5 pund (0,67 kilo) deuterium producerer 19 megawatt-års energi [kilde:Artemis]. Cirka 25 tons af tingene kunne drive USA i et helt år [kilde:Wakefield].

Det eneste problem er, at vi ikke har 25 tons helium-3 bare liggende. Men bekvemt, månen gør. Faktisk, forskere vurderer, at vores månesten indeholder mere end 1 million tons af grundstoffet. Energien lagret i så meget helium er 10 gange den mængde energi, du finder i alle de fossile brændstoffer på Jorden [kilde:Artemis]. Hvis du sætter en kontant værdi på det, helium-3 ville være værd at 4 milliarder dollars ton pr. energimængde i olie [kilde:Wakefield].

De eneste spørgsmål, der er tilbage, er det praktiske ved at udvinde helium og finjustere fusionsprocessen. Nuværende fusionsreaktorer har endnu ikke opnået de vedvarende høje temperaturer, der er nødvendige for at producere elektricitet, og helium-3 ekstraheret fra månens overflade ville kræve masser af raffinering, da den findes i så lave koncentrationer i jorden.

Den mest lovende rumbaserede brændstofkilde synes at være en, vi allerede har her på Jorden. Find ud af, hvorfor selv Pentagon kigger ud over vores egen baggård efter solenergi på den næste side.

Et lille skridt for mennesket, Et kæmpe spring til solenergi

På trods af at solenergi er lige ved hånden, der er fordele ved at outsource det ud over stratosfæren. Bortset fra den mere indlysende årsag til at undgå det store arealanvendelsesaftryk fremlagt af samlinger af solpaneler, der er det faktum, at solen faktisk skinner lysere på den anden side af hegnet. I dette tilfælde, otte gange lysere [kilde:Hanley].

Uden forhindringer som regn, skyer og nat, solarrays baseret i rummet ville modtage mere koncentrerede solstråler end de ville på Jorden. Panelerne ville heller ikke være udsat for sæsonudsving, der er uundgåelige på Jorden.

Rum solenergi , eller SSP , ville dybest set fungere på samme måde som almindelig solenergi fungerer. Den eneste forskel er, at solpanelerne enten ville være fastgjort til satellitter i kredsløb eller stationeret på månen (i så fald ville det blive kaldt månens solenergi , eller LSP ). Den oprettede elektricitet ville blive konverteret til mikrobølger og strålede ned til Jorden. Rettende antenner , eller rektenner , på jorden ville samle mikrobølgerne og konvertere dem tilbage til elektricitet.

Hvis konceptet virker som en strækning, overveje, at kommunikationssatellitter allerede gør noget meget lignende, når de sender dine mobiltelefonsamtaler. Nogle mennesker har endda foreslået, at solpanelerne kunne svine på kommunikationssatellitter. Faktisk, en af ​​grundene til, at rumbaseret solenergi har fået så meget opmærksomhed, er, at alt det nødvendige udstyr og den teknologi allerede er udviklet og forstået. Overførslen af ​​mikrobølger er gammel hat, og solceller, eller solceller , er næsten tre gange mere effektive, end de plejede at være [kilde:Philips].

Nogle indledende forslag i 1970'erne forestillede sig gigantiske 3-by-6-mile (5-by-10-kilometer) solpanel-arrays, der transmitterede mikrobølger til at rette antenner af en lignende størrelse. Disse geostationære satellitter , 22, 300 miles (36, 000 kilometer) højt ville forblive på det samme sted i forhold til Jorden til enhver tid. Selvom kun en af ​​disse satellitter ville producere enorme mængder energi - dobbelt så stor som energiproduktionen fra Hoover -dæmningen - viste et så stort projekt at blive lanceret et så stort projekt [kilde:Hanley].

Nylige forslag om at få mindre satellitter til at cirkulere Jorden kontinuerligt ville være mere håndterbare og stadig producere betydelige energiproduktioner. En satellit mindre end 1, 000 fod (300 meter) på tværs af kredsløb omkring 540 kilometer over Jorden kan potentielt drive 1, 000 boliger [kilde:Hanley]

Selv Pentagon er om bord, efter at have udgivet en undersøgelse med detaljerede oplysninger om applikationer til at drive militære operationer. Japan, Rusland, Europa og ø -nationen Palau ser også på det. Nogle eksperter vurderer, at et testprojekt kan udføres inden 2012, og at betydelige mængder strøm kan komme fra rummet inden begyndelsen af ​​det næste århundrede [kilde:Hanley].

Den største hindring lige nu, som med enhver ny teknologi, er omkostninger. Lancering, at oprette og vedligeholde en solfarm på månen ville kræve enorme mængder arbejdskraft og penge. Som det er nu, lancering af et objekt i rummet koster 1, 000 gange mere end at transportere objektet over hele landet på et fly - selvom de bruger den samme mængde energi [kilde:Hoffert].

Hvis det lykkes NASA at finde en ny generation af genanvendelige lanceringskøretøjer, selvom, omkostninger kunne falde. For ikke at nævne det faktum, at en solsatellit kunne betale energien tilbage til at sende den i kredsløb på mindre end fem dage [kilde:Hoffert].

Mange mennesker er enige om, at når vi begynder at udtømme Jordens naturressourcer, at se til himlen efter et svar er måske ikke en så dårlig investering. Hvis du er en af ​​dem, prøv nogle af linkene på den næste side.

Masser mere information

relaterede artikler

• 5 skøre former for alternativ energi
• 5 myter om vedvarende energi
• Ultimate Quiz for alternativ energi
• Sådan fungerer solceller
• Solcellequiz
• Sådan fungerer solen
• Sådan fungerer vindkraft
• Sådan fungerer atomkraft
• Sådan fungerer vandkraftværker
• Sådan fungerer satellitter
• Sådan fungerer rumfærger
• Sådan fungerer Mars

Flere store links

• Artemis -projektet
• NASA

Kilder

• Artemis. "Lunar Helium-3 som energikilde, i en nøddeskal. "2007. (23. juli, 2008) http://www.asi.org/adb/02/09/he3-intro.html
• Hanley, Charles J. "'Drilling Up'- Nogle søger plads til energi." Associeret presse. 26. december kl. 2007. (22. juli, 2008). http://news.nationalgeographic.com/news/2007/12/071226-AP-space-power.html
• Hoffert, Martin I. og Seth D. Potter. "Beam It Down:Hvordan de nye satellitter kan drive verden." Space Future. Oktober 1997. (22. juli, 2008) http://www.spacefuture.com/pr/archive/beam_it_down_how_the_new_satellites_c an_power_the_world.shtml
• Macey, Richard. "Pentagon byder på en stråle af håb i energidebat." Sydney Morning Herald. 17. oktober kl. 2007. (22. juli, 2008). http://www.smh.com.au/news/environment/pentagon-offers-a-ray-of-hope-in- energy-debate/2007/10/16/1192300768027.html
• Philips, Graham. "Solar Space Power." Katalysator. Marts 13, 2008. (22. juli, 2008) http://www.abc.net.au/catalyst/stories/2008/03/13/2187801.htm
• Sanger, Jeremy. "Pentagon kan studere rumbaseret solenergi." Space.com. 11. april kl. 2007. (22. juli, 2008). http://www.msnbc.msn.com/id/18056610/
• Trivedi, Bijal P. "Kan jorden drives af energi, der stråler fra månen." National Geographic i dag. 26. april kl. 2002. http://news.nationalgeographic.com/news/2002/04/0426_042602_TVmoonenergy.html
• Wakefield, Julia. "Forskere og rumentusiast http://www.space.com/scienceastronomy/helium3_000630.html