宇宙で太陽光発電して地球に送電する「宇宙太陽光発電システム」
人類が継続的にエネルギーを得ていくためにも、クリーンな太陽光発電をさらに発展させることは重要です。
しかし従来の太陽光発電は、地球の面積や昼夜サイクルの制限を受けます。
この限界を解消するアイデアが「宇宙太陽光発電システム（SSPS：Space Solar Power System）」であり、1968年に提唱されました。
宇宙空間に巨大なソーラーパネルを配置し、マイクロ波送電アンテナによってそこで得た電力を地球に送るというのです。
SSPSには、「昼夜・天候の影響を受けない」「地球上の約1.4倍の高強度の太陽光を利用できる」「電力を必要としている地域に柔軟に送電できる」などのメリットがあります。
とはいえ、大きな課題が山積みです。
宇宙空間に巨大な構造物を作って維持するのにかかるコスト（輸送・建設・維持・廃棄）は莫大です。
そもそも、巨大なソーラーパネルをそのままロケットに積むことはできず、「大量の建材を宇宙空間に運んで構築する」新しい技術が必要になります。
SSPSのサイズは、十分な電力を生成するために「1辺が数km」必要という意見もあります。
しかし現在運行している国際宇宙ステーション（ISS)のサイズは108.5ｍ×72.8ｍですが、建造には実に40回以上のロケット打ち上げが必要でした。
これを考えると、従来の方法でSSPSを建設することは非常に困難であることがわかります。
さらに「電力を地球上の生物に悪影響を与えない形で送る」ためにも高度な技術が必要です。
仮に完成したとしても、その巨大な構造物を宇宙塵やスペースデプリから保護したり、修理したりしなければいけないでしょう。
こうした高いハードルゆえ、SSPSはあくまでSF的なアイデアに過ぎず、「絵空事のプロジェクト」だったのです。
しかし数々の研究活動が成果をあげていき、その絵空事のプロジェクトが徐々に現実味を帯びてきました。
そして今回、カリフォルニア工科大学（Caltech）の研究チームが1つのマイルストーンに到達しました。
宇宙太陽光発電（SSPS）のプロトタイプが打ち上げられる
Caltechの研究チームは、2013年からSSPSの開発を続けてきました。
そして今回、SSPSプロトタイプである「宇宙太陽光発電実証機（PPSD：Space Solar Power Demonstrator）」を作り上げることに成功しました。
このコンパクトなプロトタイプ（技術実証機）の重量は50kgであり、これまでに考案されてきた様々なアイデアが搭載されています。
宇宙に打ち上げられた後に実証実験が行われ、開発された技術が検証・評価されるのです。
今回打ち上げられたプロトタイプは、いろんな技術を宇宙で実験するために打ち上げられるものです。そのため「将来目指すSSPSそのままの形状」なわけではなく、「技術実験するためのデバイスの寄せ集め」です。
太陽電池もいろんな種類のものを積んで、その効果を検証します。
プロトタイプには厳選された32種類の太陽電池が搭載されており、宇宙という過酷な環境に最適な「効率と耐久性の高い太陽電池」を比較検討します。
高効率で軽い太陽電池が実現されれば、SSPSを建造する際に宇宙に運ぶ必要のある建材を減らすことができるでしょう。
また、プロトタイプには折り紙にインスパイアされた実験用の折り畳み構造体が収まっています。
こちらも宇宙での展開実験が行われる予定で、実験機では6フィート×6フィート（1.83m×1.83ｍ）の大きさになります。
研究チームによると、将来的にこれを1km規模で宇宙空間に展開するのが目標なのだとか。
さらにプロトタイプには、研究チームが独自開発した軽量で柔軟な送電アンテナが搭載されており、こちらの性能も宇宙で試される予定です。
そして2023年1月3日、SSPSプロトタイプは衛星打ち上げミッション「Transporter-6 」にて、宇宙に運ばれました。
このミッションではSpaceX社のロケット「Falcon 9」が打ち上げられ、114個のペイロードが輸送されました。
We celebrate the successful launch of the @SpaceX Transporter-6 mission this morning; the payload contains a demo unit of the Space Solar Power Project, set to test several aspects of the effort to transmit space-based solar power to earth: https://t.co/XVsz9fVWq4
— Caltech (@Caltech) January 3, 2023
この中にSSPSプロトタイプも含まれており、打ち上げ後の数週間以内に実証実験が開始される予定です。
中には最長で6カ月間のテストが必要なものもあります。
それでも研究チームは「打ち上げから数カ月以内に実証機の性能を完全に評価できるようにしたい」と述べています。
SSPSには未だ多くの課題が残されていますが、それでも今回の進展は、夢が実現するための大きな一歩となりました。
「宇宙から電力が送られてくる」という未来が、確かに近づいているのです。
