अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा (एसबीएसपी)एक ऐसी तकनीक जिसे जापान वर्तमान में एक स्थायी भविष्य सुनिश्चित करने के लिए अग्रणी बना रहा है, इसमें एक ऐसी दुनिया प्रदान करने की क्षमता है जहां सौर ऊर्जा कभी फीकी नहीं पड़ती, यहां तक कि जब सूरज डूबता है या बादल इकट्ठा होते हैं। इस यात्रा के केंद्र में है ओहिसामा परियोजनाजिसका नाम ‘सूर्य’ के लिए एक सुंदर जापानी शब्द पर रखा गया है जो गर्मजोशी और कृतज्ञता व्यक्त करता है।जापान के अर्थव्यवस्था, व्यापार और उद्योग मंत्रालय (एमईटीआई) द्वारा संचालित, इस मिशन में 2026 तक एक छोटे उपग्रह को कक्षा में लॉन्च करने की योजना है। भूमि-आधारित सौर खेतों के विपरीत, यह घूमने वाला पावर स्टेशन अंतरिक्ष में उच्च तीव्रता वाले सूरज की रोशनी को कैप्चर करेगा और सटीक माइक्रोवेव तकनीक का उपयोग करके इसे पृथ्वी पर वापस लाएगा। सफल होने पर, ओहिसामा वास्तविक दुनिया का पहला प्रमाण प्रदान करेगा कि हम अंतरिक्ष से स्वच्छ, ‘हमेशा चालू’ ऊर्जा प्राप्त कर सकते हैं।
ओहिसामा मिशन क्या है?
ओहिसामा परियोजना जापान एयरोस्पेस एक्सप्लोरेशन एजेंसी (जेएक्सए) और जापान स्पेस सिस्टम्स द्वारा समन्वित एक सरकार के नेतृत्व वाली पहल है। मिशन में लगभग 180 किलोग्राम वजन वाले एक छोटे उपग्रह का उपयोग किया जाएगा जो लगभग एक घरेलू वॉशिंग मशीन के आकार का है। 2026 में प्रक्षेपण के लिए निर्धारित, उपग्रह को जमीन से लगभग 400 से 450 किलोमीटर की ऊंचाई पर निचली पृथ्वी की कक्षा में स्थापित किया जाएगा।एक बार स्थिति में आने के बाद, उपग्रह सूरज की रोशनी को पकड़ने के लिए लगभग दो वर्ग मीटर का एक सौर पैनल खोलेगा। जबकि बिजली उत्पादन लगभग एक किलोवाट है, जो एक छोटे उपकरण को चलाने के लिए पर्याप्त है, मिशन का असली उद्देश्य उच्च तकनीक ‘अवधारणा के प्रमाण’ के रूप में काम करना है। इसका उद्देश्य यह प्रदर्शित करना है कि सौर ऊर्जा को अंतरिक्ष के कठोर वातावरण में एकत्र किया जा सकता है, और माइक्रोवेव के रूप में हमारे ग्रह पर एक विशिष्ट लक्ष्य तक सटीक रूप से पहुंचाया जा सकता है।
हम उपग्रह से सौर ऊर्जा को कैसे नीचे गिरा सकते हैं?
यह प्रक्रिया उपग्रह के सौर पैनलों से शुरू होती है, जो सूर्य के प्रकाश को प्रत्यक्ष धारा (डीसी) बिजली में परिवर्तित करते हैं। फिर इस बिजली को 5.8 गीगाहर्ट्ज़ माइक्रोवेव बीम में परिवर्तित किया जाता है। ये माइक्रोवेव एक विश्वसनीय बिजली आपूर्ति हैं जो बहुत कम ऊर्जा हानि के साथ पृथ्वी के वायुमंडल से गुजरने की क्षमता रखते हैं, लेजर किरणों के विपरीत जो भारी बारिश या घने बादलों द्वारा अवरुद्ध हो सकती हैं।जमीन पर, सुवा, नागानो प्रीफेक्चर (जापान) में एक विशेष प्राप्त स्टेशन बीम को पकड़ने के लिए इंतजार कर रहा होगा। इस स्टेशन में 600 वर्ग मीटर में फैले 13 एंटीना ऐरे हैं, जिन्हें माइक्रोवेव सिग्नल को पकड़ने और इसे वापस उपयोग करने योग्य बिजली में बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इन ग्राउंड रिसीवर्स को अक्सर ‘रेक्टेनास’ (रेक्टीफाइंग एंटेना) कहा जाता है।
इस ओहिसामा अंतरिक्ष परियोजना के मुख्य लक्ष्य क्या हैं?
शोधकर्ताओं ने ओहिसामा मिशन के लिए पांच महत्वपूर्ण प्रयोगों की योजना बनाई है:
- यह मूल्यांकन करना कि एक मॉड्यूलर ‘चरणबद्ध सरणी’ एंटीना (एक फ्लैट पैनल जो अपने बीम को इलेक्ट्रॉनिक रूप से घुमा सकता है) अंतरिक्ष में कितनी अच्छी तरह काम करता है।
- यह पुष्टि करते हुए कि उपग्रह अविश्वसनीय सटीकता के साथ सैकड़ों किलोमीटर दूर से जमीन पर अपने लक्ष्य को मार सकता है।
- यह प्रदर्शित करते हुए कि संचरित ऊर्जा वास्तव में जमीन पर एलईडी लाइट जैसे उपकरणों को शक्ति प्रदान कर सकती है।
- यह परीक्षण करना कि क्या कक्षा में दो उड़ने वाली वस्तुओं के बीच शक्ति स्थानांतरित की जा सकती है, जिससे अंतरिक्ष स्टेशनों या चंद्रमा अड्डों को मदद मिल सकती है।
- यह देखना कि उच्च-शक्ति वाले माइक्रोवेव ‘आयनोस्फीयर’ (आवेशित कणों से भरी हमारे वायुमंडल की एक परत) के साथ कैसे संपर्क करते हैं, यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह जीपीएस या रेडियो संचार को बाधित नहीं करता है।
जापान अंतरिक्ष-सौर प्रौद्योगिकी में आगे क्यों है?
अंतरिक्ष-सौर में जापान की रुचि आवश्यकता से प्रेरित है। जापान के ‘अर्थव्यवस्था, व्यापार और उद्योग मंत्रालय (एमईटीआई)’ के अनुसार, देश वर्तमान में अपनी 90 प्रतिशत से अधिक ऊर्जा आयात करता है, जिससे यह वैश्विक मूल्य वृद्धि और आपूर्ति श्रृंखलाओं के प्रति संवेदनशील हो जाता है। अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा एक अनूठा समाधान प्रदान करती है क्योंकि यह पृथ्वी-आधारित सौर ऊर्जा की तीन मुख्य चुनौतियों को दरकिनार कर देती है जिसमें ‘रात का समय, मौसम और विशाल सौर फार्मों के लिए उपलब्ध भूमि की कमी’ शामिल है। एक उपग्रह दिन में लगभग 24 घंटे सूरज की रोशनी प्राप्त कर सकता है, जिससे बिजली का एक स्थिर आधार मिलता है जो अंततः जीवाश्म ईंधन-आधारित बिजली संयंत्रों की जगह ले सकता है।
ओहिसामा परियोजना के सामने क्या चुनौतियाँ हैं?
प्राथमिक चुनौती ‘परिशुद्धता’ है। उपग्रह 17,000 मील प्रति घंटे से अधिक की गति से यात्रा करेगा, फिर भी इसे 0.001 डिग्री से कम के त्रुटि मार्जिन के साथ अपने माइक्रोवेव बीम को ग्राउंड रिसीवर पर लॉक रखना होगा। यहां तक कि एक छोटी सी गड़बड़ी के कारण भी किरण पूरी तरह से प्राप्तकर्ता स्टेशन से चूक सकती है।एक और बाधा ‘लंबी बिजली श्रृंखला’ है। जब सूर्य की रोशनी बिजली बन जाती है, जब बिजली माइक्रोवेव बन जाती है, और जब वे माइक्रोवेव पृथ्वी तक पहुंचने के लिए अंतरिक्ष से यात्रा करते हैं, तब से हर कदम पर ऊर्जा-हानि मौजूद होती है। इन प्रारंभिक परीक्षणों के लिए वर्तमान लक्ष्य लगभग 10 से 15 प्रतिशत की दक्षता का अनुमान लगाते हैं। इसके अलावा, शोधकर्ताओं को यह सुनिश्चित करना होगा कि इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा उत्पन्न गर्मी उपग्रह को नुकसान न पहुंचाए, क्योंकि घटकों को ठंडा करने के लिए अंतरिक्ष में कोई हवा नहीं है।
2026 के बाद सौर ऊर्जा का भविष्य कैसा दिखता है?
यदि 2026 ओहिसामा मिशन सफल होता है, तो यह बहुत बड़ी परियोजनाओं के लिए मार्ग प्रशस्त करेगा। जापानी योजना में 2030 के दशक की शुरुआत में मेगावाट पैमाने के प्रदर्शनों को आगे बढ़ाना शामिल है। अंतिम लक्ष्य 2050 तक एक विशाल, एक गीगावाट बिजली स्टेशन को भूस्थैतिक कक्षा में लॉन्च करना है, जो एक बड़े परमाणु रिएक्टर के उत्पादन के बराबर है।36,000 किलोमीटर की दूरी पर, उपग्रह पृथ्वी पर एक निश्चित बिंदु पर स्थिर दिखाई देगा, जिससे यह विद्युत ग्रिड को स्वच्छ ऊर्जा की निरंतर धारा प्रदान कर सकेगा। यह तकनीक आर्टेमिस कार्यक्रम का भी समर्थन कर सकती है, जो चंद्रमा के दक्षिणी ध्रुव के अंधेरे गड्ढों में स्थित दूरस्थ ठिकानों को बिजली प्रदान करती है।
