Lazer Işınlı Güneş Enerjisi Uydusu Geliyor

Tuz Gölünü güneş paneliyle kaplasak Türkiye’nin enerji ihtiyacını karşılarız ve güneş enerjili otoyolları kullanırsak temiz enerji ile hiçbir şey rekabet edemez. Tabii nükleer füzyon dışında, ama o da sadece bir yere kadar; çünkü yakın gelecekte lazerli güneş enerjisi uydusu ile Dünya’ya enerji ışınlamak var.

Kablosuz enerji transferi

Peki bugün evlerin çatısında güneş paneli ile gün ışığından elektrik üretmek varken, uzaya lazerli güneş enerjisi uydusu yollamak gerekir mi? Lazer ve mikrodalga antenleriyle uzaydan Dünya’ya enerji ışınlamak yerine bahçemizde güneş paneli kullansak olmaz mı?

Elbette olur, ama Dünya’da güneş panelleri ile gün ışığından enerji üretmeyi zorlaştıran bir nokta var: İngiltere gibi yılın büyük kısmında bulutlu olan ülkeler ve yazın bile az ışık alan kutup bölgeleri, enerji ihtiyacını karşılayacak kadar elektrik üretemiyor. Az ışık alan yerlerde güneş panelleri yetersiz kalıyor.

Ayrıca gece olunca enerji üretimi duruyor. Güneş santrallerinde gündüz üretilen enerjiyi sıcak su kazanları, basınçlı sıcak tuz boruları veya duvar pillerinde depolamak mümkün ama bu da verimli bir yöntem değil.

Üstelik güneş panelleri çok yer kaplıyor. Güneş enerjisi santralleri büyük bir tarla kadar yer işgal ediyor ve nüfus artışı nedeniyle arazi değerlendiği için santral kurmak pahalıya geliyor.

İlgili yazı: Nükleer füzyon için Ay’dan helyum 3 çıkaracaklar

 

Güneş enerjisi uydusu

Artan nüfusa bağlı olarak tüm Dünya’yı duvar kağıdı gibi esnek güneş paneliyle kaplayamayacağımıza veya her yere güneş ışığından elektrik üreten boya süremeyeceğimize göre geriye tek çare kalıyor: Nükleer füzyon kullanmak; ama uzaydan Dünya’ya güneş enerjisi ışınlarsak kablosuz enerji transferi 50 yıl sonra nükleer füzyondan bile ucuza gelir.

Neyse ki elimizde güneş enerjisi üretimini hızlandırarak temiz enerjiyi ham petrolden ucuza getirecek alternatif bir teknoloji var. O da Gameforge firmasının ünlü browser oyunu Ogame’i oynayanların çok iyi bildiği bir teknoloji: Güneş enerjisi uyduları ile kablosuz enerji transferi.

Özellikle de insanlar uzaya, Mars ve Ay’a yerleşirken artan enerji ihtiyacını karşılamak ve komşu yıldızlara ışık hızının yüzde 20’si ile uzay sondaları göndermek için lazer yelkenleri kullanacağız. Işık gücüyle çalışan yeni uzay araçları enerji ihtiyacımızı artıracak ve Starshot gibi lazer yelkeni projeleri için güneş enerjisi uydularına ihtiyacımız olacak.

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Router Modem

 

Uzaydan dünyaya enerji ışınlamak

Uzaya güneş enerjisi uydusu yerleştirip yörüngeden dünyaya kablosuz enerji transferi yapmak yeni bir fikir değil. Sovyetler 1957’de ilk yapay uydu Sputnik’i uzaya gönderdiğinden beri bunu hayal ediyoruz. Son yıllarda ABD hükümeti de Enerji Bakanlığı ve Lawrence Livermore Ulusal Laboratuarı’nın (LLNL) yardımıyla uzaydan Dünya’ya enerji aktarmanın yollarını araştırıyor.

Bugüne kadar uzaya güneş enerjisi uydusu yerleştirmeyi başaramadık, çünkü henüz pahalı. Bu tür uydular oldukça ağır ve yörüngeye ağır uydu taşımak için çok yakıt yakmak gerekiyor. Ancak Elon Musk’ın SpaceX şirketi yeniden kullanılabilir roketleriyle fırlatma maliyetlerini yarıya çekince güneş enerjisi uydusu da ucuzlayacak.

İlgili yazı: Tesla İle Elektrik Kesintisine Son

 

Küp uydular

Ayrıca son yıllarda bilgisayarlar gittikçe küçülüyor ve daha az enerji tüketen yeni sistemler geliştiriliyor. Bu da uzaya daha küçük uydular göndermeyi mümkün kılıyor.

Örneğin, Google ve Facebook gibi internet devleri uzaydan internet projesiyle yörüngeye kutu büyüklüğünde yüzlerce küp uydu fırlatmak ve bunlarla uzaydan dünyaya internet yayını yapmak istiyor. Bu durumda uzaya hafif ve küçük güneş enerjisi uyduları göndermek mümkün görünüyor.

İlgili yazı: VPN Engelleme Başladı

 

24 saat güneş enerjisi

Yörüngede gece olmadığı için güneş enerjisi uyduları ile 24 saat enerji üreteceğiz. Ancak, ilk aşamada bu uydular sıradan telekom uydularından daha büyük olacak. Dolayısıyla bunları yörüngeye yerleştirmek için uzayda yeni inşaat teknikleri geliştirmek gerekiyor.

Bunun için önümüzde birkaç alternatif var: NASA’nın geliştirdiği Valkyrie gibi robot astronotlardan, nanoteknoloji çözümlerinden ve kum tanesi büyüklüğündeki mikro robotlardan yararlanarak Dünya yörüngesine uzayda kendi montajını yapan küçük uydular fırlatabiliriz.

İlgili yazı: Japon Balıkçı Uzay Çöpçüsü Oldu

 

Hücre gibi bölünerek çoğalan uydular?

Bu uydular sadece güneş panelleri kullanmayacak. Buna ek olarak çanak antene benzeyen birer güneş kolektörü de taşıyacak. Böcek gözü mercekler gibi bileşik parçalardan oluşan ve uzaktan bakınca bal peteğine benzeyen dev çanak aynalar, güneş ışığını çanağın ortasındaki antene yansıtacak.

Aslında bu teknolojiye yabancı değiliz: Digiturk çanak antenleri de uydudan gelen TV sinyalini çanağın üstünde asılı duran antene yansıtıyor ve biz de TV yayınını o antenden çekiyoruz. Uzaydan internet gelecekse uzaydan elektrik de gelebilir.

İlgili yazı: CERN Evren Yok Olmalı Demedi

 

Güneş fırınları

Bu teknolojiyi çöllerdeki geniş arazilere kurulan güneş enerjisi santralleri de kullanıyor. Santrallerin çevresinde dev bir çanak oluşturacak şekilde dizilen aynalar, güneş ışığını santralin ortasındaki kulenin tepesine yansıtıyor. Kuledeki güneş kolektörü de ışığı ısıya dönüştürerek kazandaki suyu kaynatıyor ve su buharı da türbinleri döndürerek elektrik üretiyor.

Güneş enerjisi uydularında bulunan kolektörler ise güneş ışığını mikrodalga enerjisine ya da lazer ışınlarına dönüştürecek. Ardından uydular topladıkları enerjiyi dünyaya yansıtacak. Ancak dünyaya enerji ışınlamak işin yarısı: Bir de dünyada enerjiyi alıp elektrik şebekesine dağıtacak olan santraller inşa etmek gerekiyor.

Bunun için de yeryüzünde uydunun baktığı bölgelere büyük güneş panelleri ve kolektörler kurmak lazım. Bunlara binlerce güneş paneli ve aynayla kaplı olan güneş tarlaları diyebiliriz.

İlgili yazı: Mars ve Venüs’ü Dünyalaştırmak İçin 5 Dahice Yol

 

İki tür güneş enerjisi uydusu

Öncelikle 3 ila 10 km çapındaki dev aynalar kullanan mikrodalga uyduları var. Diğer teknoloji ise eski model bir telekom uydusu büyüklüğünde olan lazer ışını uyduları. Mikrodalga uyduları ise yeryüzünden 35 bin km yukarıdaki yersabit yörüngeye yerleştirilecek ve Dünya ile aynı hızda döndüğü için hep aynı yere bakacak.

Gerçi mikrodalga uydularının olukça büyük olması gerekiyor ve bunlar 80 ton çekiyor. Ancak, tek bir mikrodalga uydusu New York şehrinin yıllık enerji ihtiyacını karşılayabilecek; çünkü gigawatt ölçeğinde enerji üretecek.

İlgili yazı: VPN Engelleme Türkiye’de Nasıl Aşılır?

 

Mikrodalga avantajlı

Mikrodalgalar lazer ışınlarından çok daha uzun dalga boyuna sahip olduğu için bu uyduların yansıttığı enerji dünya atmosferinden camdan geçen ışık gibi kolayca ve engellenmeden geçiyor. Üstelik lazer ışınlarının tersine yağmurdan ve bulutlu havalardan etkilenmiyor.

Radyasyon düzeyi ise öğle vakti güneşlenmeye eşit; yani mikrodalgaların kuşlara, uçaklara ve insanlara zararı yok (güneş tarlasına girip şapkasız dolaşmadığınız sürece tabii).

İlgili yazı: Solar Express 2 Günde Mars’a Gidecek

 

Kullanışlı ama pahalı

Mikrodalga uyduları dünyaya enerji yollamanın en verimli yolu ama bu uydular oldukça pahalı. Bir kere elimizde 80 tonluk uyduyu yörüngeye tek seferde ucuza taşıyacak roket yok. Hele 35 bin km’ye tek seferde 80 ton yük fırlatmamız mümkün değil.

Kaldı ki kimse bu kadar büyük bir uyduyu tek roketle fırlatmak istemez. Roket patlarsa koca uyduyu kaybederiz. Dolayısıyla bu sorunun çözümü uyduyu uzaya parçalar halinde, belki 2-3 seferde göndermek.

SpaceX’in yeniden kullanılabilen roketleri olmazsa bu da tek bir uydunun maliyetinin 1 milyar dolar ulaşması anlamına geliyor. Sonuçta fırlatma maliyetlerine ek olarak uzayda çapı 3 ila 10 km olan dev bir ayna inşa edeceğiz.

Ayrıca mikrodalga boyu lazer ışınlarından uzun olduğundan her uydu için Dünya’da ayrı bir güneş tarlası kurmamız gerekecek.

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

 

Lazer ışını uyduları

Lazer ışını uyduları ise sadece 10 ton ağırlığında ve bunları 400 km irtifadaki alçak yörüngeye yerleştirmemiz yeterli.

Nitekim Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) 410-420 km irtifada dönüyor ve ISS’e her ay kargo kapsülü gönderiyoruz. Kısacası alçak yörüngeye kolayca ulaşıyoruz ve bunu yapmak 35 bin km uzaktan yüksek enerjili lazer ışınları göndermekten çok daha kolay.

Lazer ışını uydularının başlangıç maliyeti sadece 500 milyon dolar ki bu da 5 yeni savaş uçağının fiyatına eşdeğer.

Üstelik adı üstünde, bu uydular lazer ışını kullanacaklar. Işınlar doğası gereği ince ışık çizgileridir. Her ne kadar uzaydan dünyaya enerji ışınlamak için Star Wars’daki Ölüm Yıldızı’nın silahına benzeyen dev bir ışın kullanacak olsak da bu ışının çapı 2 metreyi aşmayacak.

İlgili yazı: NASA Sondası Neden Bennu Asteroitine Gidiyor?

 

Yaşam yıldızı

Dolayısıyla dünyaya ışınlanan enerjiyi toplamak için 10 km çapında bir güneş tarlası kurmak yerine yalnızca 2 metre çapında bir teleskop aynası kullanmak yeterli. Tek sorun uydunun hedefi ıskalamamak için sürekli manevra yapmak zorunda kalması.

Bu açıdan bakarsak lazer ışını uydularının manevra roketleri çok çalışacak ve fazlasıyla yakıt tüketecek. Belki iyon motorlarını veya çalıştığı henüz yakıtsız çalıştığı öne sürülen, ama işe yaradığı henüz kanıtlanmamış olan EM sürücüsünü kullanarak bunu ucuza getirebiliriz.

İlgili yazı: Sansüre Karşı TOR ve Orbot Rehberi

 

Baş belası politik sebepler

Lazer ışını uydularının diyot pompalı baz lazerleri (DPAL) uydunun topladığı güneş enerjisini yüzde 50 verimlilikle dünyaya yansıtmasını sağlıyor (bu oran şimdiden güneş panellerinden yüksek).

Uzaydan kablosuz enerji transferi yapmaktan söz ettiğimize göre 400 km mesafede yüzde 50 verimlilik süper bir gelişme; fakat güneş enerjisi uydusu projelerinin asıl dezavantajının politik sebepler olduğunu belirtmemiz gerekiyor.

Buna yeni gösterime giren Star Wars Rogue One filmindeki Ölüm Yıldızı teknolojisi de diyebiliriz. Elbette ki bugün uzaydan ışın yollayıp dünyadaki şehirleri atom bombası atmış gibi havaya uçuramayız.

Ancak, lazer ışınlı güneş enerjisi uyduları yatların yelkenlerini yakabilir, insanlarda kısa sürede üçüncü derece yanıklara yol açabilir, orman yangınları başlatabilir ya da insanı kör edebilir. Daha kötüsü diğer klasik silahların uzaya gönderilmesini de teşvik edebilir.

İlgili yazı: Uzaya Merdiven Dayadık >> 2035’te yörüngeye roketle değil uzay asansörü ile çıkacağız

 

Silahlanma olmasın

Bu sebeple uzaya lazer ışınlı güneş enerjisi uydusu göndermek uzaya silah göndermekle hemen hemen aynı şey. Bu da ABD ve Rusya arasında imzalanmış olan ve Dünya yörüngesine silah yerleştirmeyi yasaklayan anlaşmaya aykırı.

Gerçi lazer ışını uydularının Ruslar veya Çinliler tarafından tehdit olarak algılanmaması için bu uyduların yönünü ıssız bölgelere çevirebilir ve yasak bölge ilan edilen güvenli alanlarda kablosuz enerji transferi yapabiliriz.

Ancak, uydular 400 km irtifada döneceği için bunları basit bir komutla askeri bölgelerin üzerine kaydırmak ve silah olarak kullanmak mümkün olacaktır.

Üstelik lazer ışını uyduları mikrodalga teknolojisinden çok daha az enerji üretiyor (1000 megawatt yerine sadece 1-10 megawatt). Bu her ne kadar güvenli görünse de lazer ışınlı uyduların mikrodalgadan daha tehlikeli olabileceğini gösteriyor.

İlgili yazı: Dünya’daki hayatın kökeni Mars mı?

 

Uzay korkusu

Lazer ışınları iki metre çapındaki bir alanı büyük bir güçle vuruyor. Buna ek olarak tek bir uydu İstanbul’un enerji ihtiyacını karşılayamayacağı için uzaydan ucuza enerji çekmek üzere en az 100 uydu kullanmak gerekiyor. Sizi bilmem ama bütün bunlar bana Reagan’ın ünlü Yıldız Savaşları projesini hatırlatıyor!

Sonuç olarak güneş enerjisi uyduları şimdilik pek gerçekçi görünmüyor ve bu uyduların 2050’den önce kullanılmasını beklemiyoruz. Yine de temiz enerji konusunda çaresiz değiliz. Nitekim ülkemizde uzun yıllardır güneş panelleri kullanıyor ve Antalya gibi şehirlerde su ısıtıyor ve elektrik üretiyoruz.

Bu klasik çözümün yanında, uzaya uydu göndermeyi gerektirmeyen alternatif güneş enerjisi teknolojileri de kullanabiliriz: Örneğin evlerin dış cephesine duvar kağıdı gibi döşenen esnek güneş panelleri, güneş ışığından elektrik üreten grafen boya ve güneş panelli otoyollar büyük gelecek vaat ediyor.

İlgili yazı: Asteroit Madenciliği Başlıyor

 

Geleceğin dünyası

Bununla birlikte 2040 yılında global enerji ihtiyacının sadece yüzde 20’sini güneş panelleri ile karşılayabileceğiz. Enerjinin yüzde 75’ini ise kömür, petrol ve doğal gaz gibi doğayı kirleterek küresel ısınmaya yol açan fosil yakıtlarla üreteceğiz.

Oysa biz temiz enerji konusuna hatalı yaklaşıyoruz. Güneş enerjisini yalnızca güneş ışığından elektrik üretmek olarak algılıyoruz, ama Güneş bizimle aynı fikirde değil: Güneş, 150 milyon kilometreden Dünyamızı aydınlatan ışığı ve bize hayat veren ısıyı çekirdeğindeki nükleer füzyonla üretiyor. Nükleer füzyon, güneş panellerinden çok daha fazla enerji üretiyor!

Bu aynı zamanda son derece ucuz ve temiz bir enerji türü. Nükleer füzyonu güneş panelleriyle birlikte kullanarak 2050’den sonra Dünya’nın enerji ihtiyacının yüzde 70’ini güneş enerjisi ile karşılayabiliriz. Böylece enerji ihtiyacımızı küresel ısınmaya yol açmadan ve çevreyi kirletmeden karşılamış oluruz.

Bugün Lockheed Martin gibi şirketler bir TIR’a yüklenecek kadar küçük ve hafif olan mobil füzyon reaktörleri geliştiriyor. Dolayısıyla nükleer füzyon hayatımıza girmek üzere.

İlgili yazı: Uzayda Uzaylı Göstergesi Dyson Küresi mi Var?

 

Dyson küresi

Ben de bütün bu haberlerden yola çıkarak geleceğe umutla bakıyorum, çünkü insanoğlunun hayatta kalma dürtüsünün aklımızı kullanarak bizi temiz teknolojiler geliştirmeye zorlayacağına inanıyorum. İnsan türü küresel ısınma, nükleer savaş ve çevre kirliliği ile gezegendeki hayatı yok etmezse torunlarımız hayal gücümüzü zorlayan yepyeni temiz enerji teknolojileri geliştirecekler.

Örneğin, 2100 ve sonrasında Dyson Bulutu ile Güneş’in çevresini trilyonlarca mini güneş uydusuyla sarabilir ve gezegenin bütün enerji ihtiyacını bu uydu bulutunun gönderdiği ışınlarla neredeyse bedavaya karşılayabiliriz. Ancak, bunun yolu 2040’tan itibaren uzaya güneş enerjisi uyduları fırlatmaktan ve kablosuz enerji transferi teknolojisini geliştirmekten geçiyor.

Güneş enerjisi uyduları nasıl çalışıyor?