จีนเริ่มลงมือโครงการ “โซลาร์ฟาร์มบนอวกาศ” แซงหน้าเจ้าของแนวคิดอย่างอเมริกาแล้ว


หลังจากที่ Green Network ได้นำเสนอข่าว จีนเตรียมสร้างสถานีเก็บพลังงาน ทำโซลาร์ฟาร์มบนอวกาศ เพื่อส่งพลังงานกลับมาใช้งานบนพื้นโลก ภายในปี 2025 ไปเมื่อวันที่ 20 กุมภาพันธ์ ที่ผ่านมา ล่าสุดมีข่าวอัพเดตเกี่ยวกับเรื่องนี่ โดยไชนาเดลีสื่อหนังสือพิมพ์จากจีน ได้รายงานเมื่อวันที่ 9 มีนาคมที่ผ่านมา ระบุจีนได้เริ่มก่อสร้างอาคารเพื่อการทดลองตามแนวคิดนี้แล้วที่เมืองฉงชิ่ง ทางตะวันตกเฉียงใต้ของประเทศ บนพื้นที่กว่า 33 เอเคอร์ ด้วยทุนสนับสนุนเริ่มต้นที่ 15 ล้านเหรียญฯ  ทั้งนี้เพื่อทำการทดสอบหาวิธีการที่ดีที่สุดในการส่งพลังงานจากวงโคจรในห้วงอวกาศรอบโลก

ในทางทฤษฎี ดาวเทียมที่ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์จะถูกติดตั้งในวงโคจรเหนือพื้นโลก และจะเชื่อมโยงรวมกลุ่มกันเป็นแหล่งเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ ที่จะส่งกระแสไฟฟ้าให้กับโลกได้ตลอด 24 ชั่วโมง เปรียบเสมือนเครื่องชาร์ต EV ไร้สายขนาดใหญ่บนท้องฟ้า แต่ปัญหาที่ยังคงมีอยู่ในปัจจุบัน คือ การจำกัดการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านไมโครเวฟ ที่อยู่ที่ประมาณ 100 เมตร และอีกปัญหาหนึ่งคือการที่จะต้องหาวิธีที่จะไม่ให้พลังงานไมโครเวฟที่ส่งมาบนพื้นโลกนั้น เผาไหม้ทุกสิ่งหรือทำให้โลกกลายเป็นเตาไมโครเวฟขนาดใหญ่เสียเอง

Xie Gengxin รองผู้อำนวยการสถาบันวิจัยความร่วมมือนวัตกรรมฉงชิ่งเพื่อการบูรณาการพลเรือนและการทหาร กล่าวว่า “เราวางแผนทดลองที่จะเปิดตัวบอลลูนที่ผูกติดกันสี่ถึงหกอันจากฐานทดสอบและเชื่อมต่อกันเพื่อตั้งเครือข่ายที่ระดับความสูงประมาณ 1,000 เมตร บอลลูนเหล่านี้จะรวบรวมแสงแดดและแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไมโครเวฟก่อนที่จะส่งแสงกลับสู่สถานีบนพื้นโลก ซึ่งจะแปลงไมโครเวฟดังกล่าวเป็นกระแสไฟฟ้าและแจกจ่ายให้กับกริด” หากการทดสอบประสบความสำเร็จนักวิจัยจะเปิดบอลลูนชุดใหม่ที่ระดับสตราโตสเฟียร์เพื่อการทดสอบเพิ่มเติมต่อไป

สำหรับการรับกระแสไฟฟ้ากลับสู่พื้นโลกเป็นหนึ่งในความท้าทายที่รออยู่เบื้องหน้า ประกาศแรกคือในเรื่องของน้ำหนักของแผงโซลาร์เซลล์ที่จะถูกยิงออกไปในอวกาศจะต้องลดน้ำหนักลงกว่านี้มาก ในขณะที่ยังคงต้องรักษาระดับประสิทธิภาพได้เท่าปัจจุบัน ส่วนเรื่องที่สองคือ ทั้งระบบต้องใช้เงินลงทุนมหาศาล โดยดาวเทียมแต่ละดวงมีราคาหลายพันล้านดอลลาร์ โดย Xie กล่าวว่า เขาคิดว่าจะมีโรงไฟฟ้าที่สามารถใช้งานพื้นฐานได้ภายในปี 2040

สำหรับแนวคิดการนำพลังงานแสงอาทิตย์จากห้วงอวกาศมาเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าสำหรับมนุษยชาติที่กำลังมีความต้องการเพิ่มขึ้นอย่างมหาศาลในอีก 50 ปีข้างหน้านั้น ไม่ได้มีเฉพาะจีนเท่านั้นที่พยายามหาความเป็นไปได้นี้ แต่สหรัฐอเมริกาเองก็กำลังศึกษาอยู่เช่นเดียวกัน โดยแนวคิดการผลิตไฟฟ้าในห้วงอาวกาศนี้ เริ่มเกิดขึ้นครั้งแรกตั้งแต่ในช่วงทศวรรษ 1970 เมื่อ ปีเตอร์ กลาเซอร์ วิศวกรการบินและอวกาศของอเมริกา เสนอในปี 1968 ตั้งแต่นั้นมาก็มีการศึกษาจากคนอื่นเป็นครั้งคราว รวมถึงองค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ หรือ NASA ก็เคยมีการศึกษาค้นคว้าเรื่องนี้ ก่อนที่จะยกเลิกไปในช่วงทศวรรษ 1990 เนื่องจากระบบมีความซับซ้อนมากเกินไป แต่เมื่อในทุกวันนี้โซลาร์เซลล์พัฒนาศัพยภาพมากขึ้น ในขณะเดียวกันเทคโนโลยีระบบการถ่ายทอดสัญญาณแบบไร้สายก็รุดหน้ามากยิ่งขึ้นเช่นกัน แนวคิดดังกล่าวจึงได้เริ่มกลับมาได้รับความนิยมอีกครั้ง

Artemis Innovation Management Solutions LLC
Credit: NASA / Artemis Innovation Management Solutions LLC

จอห์น แมนดินส์ นักฟิสิกส์อเมริกาที่เคยเป็นหัวหน้าคณะศึกษาวิจัยของนาซ่า เปิดเผยว่า ทางหนึ่งที่จะผลิตไฟฟ้าจากแสงแดดในห้วงอวกาศก็คือการส่ง “ฝูงดาวเทียม” นับหมื่นดวงขึ้นสู่วงโคจร และให้แต่ละดวงเชื่อมโยงกันและกัน อยู่ประจำตำแหน่งที่ฝูงดาวเทียมเรียงกันเป็นรูปกรวย ที่ระดับความสูง 35,400 กิโลเมตรเหนือพื้นโลก แต่ละดวงจะถูกเคลือบด้วยแผงโซลาเซลล์ เพื่อเปลี่ยนพลังงานจากแสงแดดเป็นพลังงานไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้าที่ได้จะถูกเปลี่ยนอีกครั้งให้อยู่ในรูปของพลังงานไมโครเวฟ แล้วยิงเป็นลำลงมายังสถานีรับภาคพื้นดิน ซึ่งเป็นศูนย์รวมของเครือข่ายสายไฟฟ้าขนาดมหาศาล ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 6.4 กิโลเมตร ซึ่งเหมาะที่จะติดตั้งไว้เหนือทะเลสาบหรือพื้นที่รกร้างในทะเลทราย เพื่อเปลี่ยนพลังงานไมโครเวฟกลับไปเป็นพลังงานไฟฟ้าอีกครั้ง และแจกจ่ายไปตามเครือข่ายอีกต่อหนึ่ง

แมนคินส์เชื่อว่า ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศตามแนวความคิดดังกล่าว จะสามารถผลิตไฟฟ้าได้ราว 2,000 กิกะวัตต์ ได้ต่อเนื่องตลอดเวลา ซึ่งถือเป็นปริมาณมหาศาล เมื่อเทียบกับสถานีไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนพิ้นโลกที่ใหญ่ที่สุดในปัจจุบัน ที่ผลิตไฟฟ้าได้เพียง 1.8 กิกะวัตต์เท่านั้น