Para Ilmuwan Berhasil Memanfaatkan Pancaran Energi Matahari dari Luar Angkasa

"Tidak ada yang menunjukkan tantangan apa pun tidak dapat diselesaikan. Tidak ada penghenti pertunjukan. Tentu saja ada tantangan yang sangat besar. Tapi kita harus memulainya suatu saat nanti. Kita tidak akan kehilangan satu dekade pun," kata Sanjay Vijendran, pemimpin inisiatif Solaris di Badan Antariksa Eropa atauEuropean Space Agency (ESA).

Sebuah laporan oleh Frazer-Nash Consultancy untuk pemerintah Inggris pada 2021 menemukan tenaga surya berbasis ruang angkasa suatu hari nanti dapat memiliki biaya energi yang merata (termasuk biaya modal serta operasional) sebesar Pound sterling hingga 79 Pound sterling per megawatt-jam (MWh), mengikuti program pembangunan selama 18 tahun.

Hal ini tampaknya optimistis, mengingat Bloomberg NEF mengatakan, pembangkit listrik tenaga angin baru di AS dengan baterai cadangan, teknologi yang sudah terbukti dan sering digunakan, akan memiliki biaya yang diratakan mulai dari 63 dollar AS hingga 103 dollar AS per MWh.

Orang-orang yang mengejar tenaga surya berbasis ruang angkasa memahami statusnya sebagai salah satu terobosan yang telah lama dicari dan sepertinya masih satu dekade lagi. Untuk menghasilkan sejumlah energi yang berarti, tanaman harus berukuran jauh lebih besar daripada benda apa pun yang pernah ditempatkan manusia di orbit hingga saat ini.

Mereka dapat dirusak oleh mikro-meteorit atau sampah luar angkasa, dan mereka harus mengatasi hilangnya energi yang diakibatkan oleh transmisi daya melalui gelombang mikro, metode yang paling mungkin dilakukan, karena gelombang mikro menembus awan.

Ide dasarnya bahkan lebih jauh dari pekikiran Glaser. Penulis Isaac Asimov membuat cerita pendeknya Reason pada 1941 di atas stasiun luar angkasa yang menyerap energi Matahari dan memancarkannya ke Bumi yang jauh, meskipun teknologi yang digunakan stasiun tersebut tidak pernah disebutkan. Rekan Atwater, Ali Hajimiri, menemukan terjemahan cerita tersebut ketika ia tumbuh besar di Iran.

"Saya sudah mengenal hal itu sejak usia dini. Bagi saya, itu lebih seperti dunia fiksi ilmiah," katanya.

Pengembang real estat, Donald Bren, yang merupakan petinggi Caltech, membaca tentang tenaga surya berbasis ruang angkasa di majalah Popular Science, dan pada 2011, ia mendiskusikan pembuatan program penelitian dengan rektor sekolah tersebut.

Dia dan istrinya Brigitte, yang juga merupakan salah satu pendiri, telah menyumbangkan lebih dari 100 juta dollar AS untuk upaya tersebut. Sekolah tersebut merekrut Atwater, seorang veteran dari beberapa perusahaan rintisan tenaga surya, dan Hajimiri, yang berspesialisasi dalam sirkuit terpadu dan transfer daya nirkabel. Sedanglan Sergio Pellegrino, yang minatnya mencakup struktur ringan, melengkapi tim tersebut.

Mereka memutuskan pendekatan yang dilakukan oleh para pendukung tenaga surya berbasis ruang angkasa di masa lalu tidak akan berhasil. Alternatif mereka sangat berbeda, sesuatu yang Hajimiri gambarkan sebagai perubahan dari seekor gajah menjadi segerombolan semut. Alih-alih menggunakan struktur padat raksasa di luar angkasa, masing-masing pembangkit listrik Caltech akan berupa armada panel surya terpisah seperti layang-layang yang mengorbit dalam formasi.

Setiap susunan akan diluncurkan dalam keadaan terlipat, lalu dibentangkan di orbit. Pendorong kecil akan menjaganya tetap pada posisinya dibandingkan yang lain. Bersama-sama, mereka akan membentuk satu pabrik yang lebarnya bisa mencapai satu kilometer, tetapi tanpa struktur fisik apa pun yang menghubungkan susunannya.

Konsep tata surya luar angkasa sebelumnya membayangkan tanaman memancarkan energi melalui piringan microwave besar. Dalam versi Caltech, pemancar yang terletak di semua susunan akan memancarkan energinya secara bersamaan, memanfaatkan interferensi konstruktif dan destruktif untuk menargetkan energi tepat di tempat yang diinginkan.

Energi tersebut akan dikumpulkan di tanah melalui penerima selebar satu kilometer yang terbuat dari kawat yang diibaratkan Atwood sebagai kawat ayam. Dan tumbuhan yang mengorbit dapat dengan mudah mengubah tempat ia memancarkan energinya. Ini bisa memasok listrik ke daerah bencana atau zona perang di mana jaringan listrik padam. "Anda sebenarnya dapat memiliki struktur seperti karpet yang dapat dibuka dan dijadikan stasiun penerima," kata Hajimiri.