Xi'an, Bharata Online - Terobosan besar oleh para ilmuwan Tiongkok telah meletakkan dasar bagi masa depan dengan pembangkit listrik tenaga surya berbasis ruang angkasa mampu mengirimkan energi secara nirkabel ke Bumi dan pesawat ruang angkasa, meskipun masih terdapat masalah teknik yang signifikan.
Sebuah tim peneliti dari Universitas Xidian di Provinsi Shaanxi, Tiongkok Barat Laut, telah membuat kemajuan signifikan pada proyek Sun Chasing atau "Zhuri" dalam bahasa Mandarin. Tim tersebut telah mengembangkan sistem uji berbasis darat untuk transmisi daya nirkabel yang dapat mengisi daya beberapa target bergerak secara bersamaan.
Dalam uji coba baru-baru ini, sistem itu mencapai efisiensi transmisi daya nirkabel sebesar 20,8 persen dari arus searah ke arus searah pada jarak 100 meter. Sistem ini menghasilkan daya sebesar 1.180 watt. Tim tersebut juga telah membangun sistem pengisian daya nirkabel untuk drone. Dalam sebuah uji coba, sebuah drone yang terbang dengan kecepatan 30 kilometer per jam mampu menerima daya stabil sebesar 143 watt dari jarak 30 meter.
Pembangkit listrik tenaga surya ruang angkasa bekerja persis seperti namanya: susunan panel surya besar yang ditempatkan di orbit. Proyek ini akan mengumpulkan sinar matahari di ruang angkasa, tempat matahari selalu bersinar, dan kemudian mengubah energi tersebut menjadi gelombang mikro atau laser untuk dipancarkan ke Bumi atau langsung ke satelit dan pesawat ruang angkasa. Hal ini dapat mengatasi dua masalah penting: menyediakan daya tanpa henti untuk misi luar angkasa dan mengurangi kekurangan energi di darat.
"Pembangunan pembangkit listrik tenaga surya di ruang angkasa dapat menjadi proyek besar di masa depan. Salah satu potensi manfaatnya adalah akses ke pasokan daya yang hampir tak terbatas. Karena energi dapat dikumpulkan terus menerus di ruang angkasa 24 jam sehari, listrik dapat dipasok tanpa henti," ujar Fan Guanheng, Profesor Madya di Sekolah Teknik Mekano-Elektronik di Universitas Xidian.
"Kedua, hal ini dapat mengurangi ketergantungan kita pada bahan bakar fosil, sehingga menurunkan emisi karbon dan membantu melindungi lingkungan. Ketiga, hal ini dapat mendukung pengembangan infrastruktur pengisian daya di ruang angkasa dan memungkinkan pengisian daya gelombang mikro nirkabel untuk pesawat ruang angkasa, mengubah cara pasokan daya ke kendaraan luar angkasa," tambahnya.
Pada tahun 2018, tim peneliti meluncurkan fase pertama proyek Sun Chasing untuk membangun sistem uji di darat. Pada Juni 2022, mereka telah menyelesaikan sistem validasi darat lengkap dan menyeluruh pertama di dunia untuk pembangkit listrik tenaga surya luar angkasa. Kini, tim telah beralih ke fase kedua. Tujuannya sekarang adalah untuk mengatasi tantangan dalam menghasilkan daya tinggi di luar angkasa dan mengirimkannya secara efisien melalui jarak jauh.
Menurut Duan Baoyan, seorang ahli di Universitas Xidian dan akademisi Akademi Teknik Tiongkok, terobosan terbaru meliputi peningkatan efisiensi pengumpulan dan konversi energi surya, peningkatan presisi kontrol pancaran gelombang mikro untuk mengurangi kehilangan energi, dan pembuatan antena pemancar dan penerima yang lebih kecil dan ringan, yang sangat penting untuk aplikasi luar angkasa.
Duan mengatakan, tim juga telah memecahkan masalah bagaimana memberi daya pada beberapa target bergerak sekaligus menggunakan satu pemancar. Menurutnya, ini berarti bahwa di masa depan, satu pembangkit listrik luar angkasa berpotensi memasok listrik ke beberapa satelit atau kendaraan darat secara bersamaan.
Meskipun ada kemajuan dalam validasi berbasis darat, serangkaian tantangan teknis masih harus diatasi sebelum teknologi ini dapat diterapkan di luar angkasa.
"Masalah pertama yang perlu diatasi adalah kemampuan adaptasi komponen terhadap lingkungan luar angkasa, karena kondisi di luar angkasa sangat berbeda dari kondisi di Bumi, termasuk paparan radiasi dan suhu ekstrem. Tantangan lain melibatkan desain penyebaran dan penarikan antena pemancar dan penerima. Kita juga perlu mengembangkan sistem manajemen termal untuk mengatasi suhu ekstrem dan fluktuasi suhu di luar angkasa. Semua ini adalah bidang-bidang di mana terobosan lebih lanjut diperlukan," jelas Qian Sihao, Profesor Madya di Sekolah Teknik Mekano-Elektronik di Universitas Xidian.
"Kami sekarang telah menyelesaikan pengembangan dan validasi sistem uji berbasis darat, dan langkah selanjutnya adalah melakukan transmisi daya gelombang mikro nirkabel di orbit," kata Fan.
Setelah validasi di darat selesai, tim sekarang mengalihkan perhatiannya untuk mengatasi realitas keras di luar angkasa, dengan tujuan untuk mendemonstrasikan transmisi daya nirkabel di orbit dan membawa visi energi surya orbital lebih dekat ke kenyataan.
