పైన రిమోట్‌... కింద కరెంట్‌!

అంతరిక్షం నుంచి ‘కరెంట్‌ బీమ్‌’లను భూమిపైకి పంపి, 24 గంటలూ సూర్యకాంతితో విద్యుత్‌ను ‘పిండుకునేందుకు’ సైంటిస్టులు సిద్ధంగా ఉన్నారు! ఇకనేం, ‘స్పేస్‌–బేస్డ్‌ సోలార్‌ పవర్‌’ అనే ఆ టెక్నాలజీతో భూమికి నిరంతర కాంతులను అందించేందుకు గ్లోబల్‌ టెక్‌ దిగ్గజాలు కూడా అంతరిక్షంలోకి తయారైపోతున్నారు!

రచయితకు వచ్చిన ఆలోచన!
స్పేస్‌–బేస్డ్‌ సోలార్‌ పవర్‌ (ఎస్‌.బి.ఎస్‌.పి.) ఆలోచన పుట్టి దాదాపు వందేళ్లవుతోంది. అంతరిక్షంలో సూర్యరశ్మి ద్వారా శక్తిని సేకరించి, దానిని భూమిపై ఉన్న సెంటర్లకు పంపి రోజంతా, 24 గంటలూ విద్యుత్తును తయారు చేయవచ్చనే ఈ ఆలోచనను 1941లో సైన్స్‌ ఫిక్షన్‌ రచయిత ఐజాక్‌ అసిమోవ్‌ ప్రతిపాదించారు. అయితే అప్పట్లో తగిన సాంకేతికత లేకపోవడం వల్ల ఇన్నాళ్లూ ఇది ఆలస్యమైనప్పటికీ, నేడు మరింత పలుచని, సమర్థమైన సోలార్‌ సెల్స్, మైక్రోవేవ్‌ యాంప్లిఫైయర్లు, ఫేజ్డ్‌ యారే ట్రాన్స్‌మిటర్లు, కార్బన్‌ ఫైబర్‌ నిర్మాణ సాంకేతికతలు అందుబాటులోకి రావడంతో ఆయన ఆలోచన నిజం కాబోతోంది.

నాలుగేళ్లలో దివి నుంచి భువికి!
ప్రస్తుతం, అమెరికాకు చెందిన ‘ఓవర్‌వ్యూ ఎనర్జీ’ అనే స్టార్టప్‌ సంస్థ, 2030 నాటికి అంతరిక్షంలో శాటిలైట్లను ఏర్పాటు చేసి, ‘నియర్‌–ఇన్‌ఫ్రారెడ్‌ లేజర్‌ సాంకేతికత’ ద్వారా భూమిపై ఉన్న సాధారణ సోలార్‌ ప్యానెళ్లకే రాత్రి వేళల్లో కూడా నేరుగా శక్తిని పంపి, మెటా సంస్థ వారి ఏఐ డేటా సెంటర్లకు నిరంతరం విద్యుత్‌ను అందించాలని ప్రణాళికలు వేస్తోంది. అలాగే అలాస్కా, పసిఫిక్‌ ప్రాంతాల్లోని సైనిక స్థావరాలకు విద్యుత్‌ సరఫరా చేయడానికి యూఎస్‌ ఎయిర్‌ ఫోర్స్‌తో కూడా ఒప్పందం కుదుర్చుకుంది.

మరోవైపు బ్రిటన్‌కు చెందిన ‘స్పేస్‌ సోలార్‌’ సంస్థ అంటార్కిటికాలోని పరిశోధనా కేంద్రానికి, ఐస్‌లాండ్‌కు అంతరిక్షం నుండి విద్యుత్‌ను పంపేందుకు సిద్ధమవుతోంది. ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఏఐ వాడకం పెరగడం వల్ల విద్యుత్‌ కొరత ఏర్పడుతున్న నేపథ్యంలో, అంతరిక్ష సోలార్‌ పవర్‌ వీటికి నిరంతర, స్వచ్ఛమైన శక్తిని అందించగలదని భావిస్తున్నారు.

ఇదే రంగంలో ఉన్న ‘వర్చుస్‌ సోలిస్‌’ అనే సంస్థ పూర్తిస్థాయి పవర్‌ ప్లాంట్‌ సేవలను అందించడానికి సిద్ధమవుతుండగా; ‘కౌబాయ్‌ స్పేస్‌ కార్ప్‌’ సంస్థ సైనిక అవసరాలకు, ప్రకృతి వైపరీత్యాల సమయంలో తక్షణ విద్యుత్‌ను అందించేందుకు; ‘మాంటిస్‌ స్పేస్‌’ అనే సంస్థ వెలుతురు లేని శాటిలైట్లకు శక్తిని పంపేందుకు పనిచేస్తున్నాయి. ప్రైవేటు కంపెనీలతో పాటు చైనా, జపాన్, బ్రిటన్, ఐరోపా సమాఖ్య కూడా 2050 నాటికి కార్బన్‌ ఉద్గారాలను జీరోకు తగ్గించే లక్ష్యంతో, 2030ల మధ్యకాలం నాటికి అంతరిక్షంలో భారీ సోలార్‌ శాటిలైట్లను ఏర్పాటు చేసేందుకు ప్రయత్నాలను పరిశోధనలు వేగవంతం చేశాయి.

అంతరిక్ష సౌరశక్తి కథ!
అమెరికన్‌ రచయిత ఐజాక్‌ అసిమోవ్‌ 85 ఏళ్ల క్రితమే తన ‘రీజన్‌’ అనే కథలో అంతరిక్ష సోలార్‌ పవర్‌ గురించి రాసినప్పటికీ, దానిని ఎలా సాధించాలో చెప్పలేదు. ఆ తర్వాత 1968లో పీటర్‌ గ్లేజర్‌ అనే ఇంజనీర్, వాతావరణంతో సంబంధం లేకుండా విద్యుత్‌ను భూమికి పంపడానికి మైక్రోవేవ్‌ బీమ్‌ను ఉపయోగించవచ్చని ప్రతిపాదించారు.

నాసా 1975 లోనే 1.5 కిలోమీటర్ల దూరానికి మైక్రోవేవ్‌ సిగ్నల్‌ ద్వారా 34 కిలోవాట్ల విద్యుత్‌ను విజయవంతంగా పంపి, ఇలాంటి భవిష్యత్‌ ప్రయోగాలు సాధ్యమేనని నిరూపించింది. అలాగే 2021లో యూఎస్‌ నావల్‌ రీసెర్చ్‌ ల్యాబ్‌ పరిశోధకులు రోదసిలో సూర్యరశ్మి నుండి వచ్చే విద్యుత్‌ను మైక్రోవేవ్‌లుగా మార్చే ప్రయోగాన్ని నిర్వహించారు.

2023లో కాల్టెక్‌ (కాలిఫోర్నియా ఇన్‌స్టిట్యూట్‌ ఆఫ్‌ టెక్నాలజీ) పరిశోధకులు అంతరిక్షంలోనే మైక్రోవేవ్‌ బీమ్‌ను తయారుచేసి, దాని దిశను మార్చే ప్రయోగాన్ని జయప్రదంగా పూర్తిచేశారు. అంతేకాకుండా అతి తేలికైన కార్బన్‌ ఫైబర్‌ నిర్మాణాలు అంతరిక్షంలో తమంతట తామే విస్తరించుకోగలవని కూడా నిరూపించారు. దీనికి తోడు ‘రెడ్‌వైర్‌’ అనే సంస్థ తయారుచేసిన పెద్ద సోలార్‌ ప్యానెళ్లు, ఎలాంటి మోటార్ల సహాయం లేకుండా తమలో ఉన్న శక్తితోనే అంతరిక్షంలో విప్పుకునే సాంకేతికతను సాధించాయి.

వీటితో పాటు సాఫ్ట్‌వేర్‌ పరంగా, అంతరిక్షంలో ఉండే శాటిలైట్లు ఎల్లప్పుడూ సూర్యుని వైపు తిరిగేలా చూడటానికి, భూమిపై ఉన్న యాంటెన్నాలను కచ్చితంగా గుర్తుపట్టి శక్తిని పంపడానికి ప్రత్యేక ఆటోమేటిక్‌ అల్గారిథమ్‌లను ఉపయోగిస్తున్నారు. భూమిపై ఉండే ఒక చిన్న బీకాన్‌ పరికరం (సిగ్నళ్లను నిరంతరం ప్రసారం చేసే రేడియో / ట్రాన్స్‌మిటర్‌) సహాయంతో శాటిలైట్‌ తన లేజర్‌ లేదా మైక్రోవేవ్‌ బీమ్‌ను ఏమాత్రం పక్కకు పోకుండా నేరుగా భూమిపై ఉన్న రిసీవర్‌కే పంపుతుంది.

- ఐజాక్‌ అసిమోవ్‌

అంతరిక్షం కిక్కిరిసే ప్రమాదం!
అంతరిక్ష సోలార్‌ పవర్‌ శాటిలైట్ల ప్రణాళికలు అంతరిక్ష చరిత్రలోనే అత్యంత సవాలుతో కూడుకున్న సమయంలో మొదలవుతున్నాయి. ఎందుకంటే, దూర ప్రాంతాలకు ఇంటర్నెట్‌ అందించే ‘మెగా కాన్‌స్టెల్లేషన్స్‌’  కారణంగా భూకక్ష్యలో శాటిలైట్ల రద్దీ ప్రమాదకరంగా పెరుగుతోంది. ఉదాహరణకు, ‘స్పేస్‌ఎక్స్‌’ సంస్థ ప్రవేశపెట్టిన స్టార్‌లింక్‌ ప్రాజెక్ట్‌ వల్ల గత ఐదేళ్లలోనే అంతరిక్షంలో శాటిలైట్ల సంఖ్య 4,000 నుండి 14,000 కు పెరిగింది.

భవిష్యత్తులో అమెజాన్, వన్‌ వెబ్, చైనా కూడా తమ సొంత ఇంటర్నెట్‌ శాటిలైట్లను పంపాలని యోచిస్తుండటంతో, 2030 నాటికి ఏకంగా 17 లక్షల శాటిలైట్లను ప్రయోగించడానికి దరఖాస్తులు వచ్చాయని అంతర్జాతీయ టెలికమ్యూనికేషన్‌ యూనియన్‌ తెలిపింది. దీనికి తోడు భూమిపై డేటా సెంటర్ల విద్యుత్‌ భారాన్ని తగ్గించడానికి స్పేస్‌ఎక్స్, స్టార్‌క్లౌడ్, ఆర్బిటల్‌ కంప్యూట్‌ వంటి సంస్థలు లక్షలాది ‘ఏఐ  శాటిలైట్లను’ అంతరిక్షంలోకి పంపాలని చూస్తున్నాయి. ఇంత భారీ సంఖ్యలో శాటిలైట్లను ప్రయోగించడం వల్ల అనేక తీవ్రమైన సమస్యలు ఎదురయ్యే అవకాశం కూడా ఉంది.

ఎలాగంటే, ఖగోళ పరిశోధనలకు ఈ శాటిలైట్ల వెలుగులు, రేడియో సిగ్నల్స్‌ తీవ్ర ఆటంకంగా మారతాయి.  శాటిలైట్ల జీవితకాలం (సుమారు 5 ఏళ్లు) పూర్తయ్యాక, అవి భూవాతావరణంలోకి వచ్చి కాలిపోతున్నప్పుడు వెలువడే అల్యూమినియం ఆక్సైడ్‌ భూమికి రక్షణగా ఉండే ఓజోన్‌ పొరను దెబ్బతీసే ప్రమాదం ఉంది. వాతావరణంలో పూర్తిగా కాలిపోని శాటిలైట్‌ శిథిలాలు కిందకు పడుతున్నప్పుడు ప్రయాణికుల విమానాలను ఢీకొట్టే ప్రమాదం ఉంది.

ఇన్ని లక్షల శాటిలైట్లు తక్కువ ఎత్తులో ఉండే కక్ష్యల్లో ఉండటం వల్ల అత్యంత ప్రమాదకరమైన ‘కేస్లర్‌ సిండ్రోమ్‌’ ఏర్పడే అవకాశం ఉంది. అంటే ఏదైనా ఒక శాటిలైట్‌ మరొక దానిని ఢీకొట్టినా లేదా పేలిపోయినా, దాని శిథిలాలు చుట్టూ ఉన్న మిగతా శాటిలైట్లను గొలుసుకట్టు చర్యలా ఢీకొడుతూ వేలాది ముక్కలుగా విడిపోతాయి. ఇది అంతరిక్షాన్ని ఒక పెద్ద చెత్తకుండిలా మార్చేసి, భవిష్యత్తులో ఏ శాటిలైట్‌ను లేదా వ్యోమగాముల అంతరిక్ష నౌకలను సురక్షితంగా ప్రయోగించలేనంతగా ముప్పు కలిగిస్తుంది.

మైక్రో బీమ్‌ ద్వారా ప్రసారం
భూమిపై కాకుండా అంతరిక్షంలోనే సూర్యరశ్మిని సేకరించి విద్యుత్‌గా మార్చడమే స్పేస్‌–బేస్డ్‌ సోలార్‌ పవర్‌ (ఎస్‌.బి.ఎస్‌.పి.) ప్రధాన ఉద్దేశం. భూమిపై ఉన్న పెద్ద పెద్ద సోలార్‌ క్షేత్రాలు.. రాత్రి సమయాలు, మేఘాలు, వర్షం, రుతుపవనాల మార్పుల వల్ల ఎల్లప్పుడూ నిరంతరాయంగా విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయలేవు. కానీ అంతరిక్షంలో ఉండే ఎస్‌.బి.ఎస్‌.పి. వ్యవస్థలు, భూవాతావరణాన్ని దాటుకుని శక్తిని పంపగల సాంకేతికత ద్వారా రోజుకు ఇరవై నాలుగు గంటలు నిరంతరాయంగా విద్యుత్తును అందించగలవు.

సాధారణంగా భూస్థిర కక్ష్యలో ఉండే కిలోమీటరు పొడవైన సోలార్‌ ప్యానెళ్లు కలిగిన శాటిలైట్లు గిగావాట్ల కొద్దీ శక్తిని గ్రహించి, దానిని సురక్షితమైన మైక్రోవేవ్‌ బీమ్‌గా మార్చి భూమిపై ఉన్న ఐదు కిలోమీటర్ల వెడల్పాటి యాంటెన్నాకు పంపుతాయి. ఈ మైక్రోవేవ్‌లను నీరు లేదా మేఘాలు అడ్డుకోలేవు కాబట్టి, వాతావరణం ఎలా ఉన్నా విద్యుత్తు భూమికి చేరుతుంది. ఈ ప్రక్రియ సమర్థంగా పనిచేయడానికి శాటిలైట్‌లోని సోలార్‌ ప్యానెళ్లను, మైక్రోవేవ్‌ యాంప్లిఫైయర్లను కలిపి ఒకే ‘శాండ్‌విచ్‌’ మాడ్యూల్‌గా తయారు చేశారు. దీనివల్ల విద్యుత్‌ వృథా చాలా తగ్గుతుంది.

నలభై శాతం స్థలం చాలు
భూమిపై ఉండే యాంటెన్నాను ‘రెక్టెన్నా’  అని పిలుస్తారు. ఇది అంతరిక్షం నుండి వచ్చే మైక్రోవేవ్‌ సిగ్నళ్లను స్వీకరించి, వాటిని ఆల్టర్నేటింగ్‌ కరెంట్‌ (ఏసీ) నుండి డైరెక్ట్‌ కరెంట్‌ (డీసీ)గా మారుస్తుంది. ఆ తర్వాత ఇన్వర్టర్ల సహాయంతో స్థానిక గ్రిడ్‌కు తగిన విద్యుత్‌గా దానిని మారుస్తారు. ఈ యాంటెన్నాలు ‘వల’ వంటి పారదర్శకమైన నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి, కాబట్టి వీటి కింద పంటలు పండించుకోవచ్చు, అడవులను పెంచవచ్చు లేదా డేటా సెంటర్లు, భూమిపై ఉండే సోలార్‌ ఫామ్‌ల పైన కూడా వీటిని ఏర్పాటు చేయవచ్చు.

సమానమైన విద్యుత్‌ ఉత్పత్తికి భూమిపై ఉండే సోలార్‌ ఫామ్‌లతో పోలిస్తే ఇవి కేవలం 40 శాతం స్థలాన్ని మాత్రమే తీసుకుంటాయి. అంతేకాకుండా, ఐదు కిలోమీటర్ల మేర వ్యాపించే ఈ మైక్రోవేవ్‌ బీమ్‌ శక్తి తీవ్రత మధ్యాహ్నం వేళ భూమధ్యరేఖ వద్ద ఉండే ఎండ తీవ్రతలో కేవలం 25 శాతం మాత్రమే ఉంటుంది. కాబట్టి దీనివల్ల మనుషులకు, జంతువులకు లేదా వాహనాలకు ఎలాంటి ప్రమాదం ఉండదని పరిశోధకులు చెబుతున్నారు.

తక్కువ ఎత్తునుండి భూగర్భానికి
మరోవైపు ‘ఓవర్‌వ్యూ ఎనర్జీ’ సంస్థ అంతరిక్షం నుండి నియర్‌–ఇన్‌ఫ్రారెడ్‌ లేజర్‌ కాంతిని నేరుగా భూమిపై ఉన్న సాధారణ సోలార్‌ ప్లాంట్లకు పంపాలని యోచిస్తోంది. భూవాతావరణంలో ఉండే తేమను తట్టుకుని లేజర్‌ కాంతి ప్రసరించే ఒక ప్రత్యేక తరంగదైర్ఘ్యాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా, సూర్యాస్తమయం తర్వాత రాత్రి వేళల్లో కూడా భూమిపై ఉన్న సోలార్‌ ఫామ్‌లో విద్యుత్‌ను తయారు చేసే ప్రయత్నాల్లో ఉంది. ఇదే తరహా సాంకేతికతను ‘కౌబాయ్‌ స్పేస్‌ కార్ప్‌’ సంస్థ కూడా ఉపయోగిస్తోంది.

ఆ సంస్థ తక్కువ ఎత్తులో ఉండే కక్ష్యల నుండి లేజర్‌ ద్వారా కేవలం 10 మీటర్ల వెడల్పాటి భూగర్భ రిసీవర్లకు విద్యుత్‌ను పంపాలని భావిస్తోంది. ఇంధనాన్ని చేరవేయడం కష్టమైన దూరప్రాంత సైనిక స్థావరాలకు, ప్రకృతి  వైపరీత్యాలు సంభవించినప్పుడు ఆసుపత్రులు, సహాయక బృందాలు, సెల్‌ఫోన్‌ నెట్‌వర్క్‌లకు తక్షణ విద్యుత్‌ అవసరాల కోసం ఈ వ్యవస్థను రూపొందిస్తున్నారు.

అంతరిక్షం నుండి అంతరిక్షానికీ!
స్పేస్‌–బేస్డ్‌ సోలార్‌ పవర్‌ కేవలం భూమికి విద్యుత్‌ను అందించడానికి మాత్రమే పరిమితం కావడం లేదు. భూమి నీడలోకి వెళ్లి చీకటిలో ఉండే శాటిలైట్లకు లేజర్‌ ద్వారా విద్యుత్‌ను పంపాలని ‘మాంటిస్‌ స్పేస్‌’ భావిస్తుండగా, ‘వోల్టా స్పేస్‌ టెక్నాలజీస్‌’ అనే సంస్థ ఇన్ఫ్రారెడ్‌ లేజర్‌ ఆధారిత ఎస్‌.బి.ఎస్‌.పి. ప్రాజెక్టు ద్వారా చంద్రుడిని లక్ష్యంగా చేసుకుంది. రెండు వారాల పాటు సుదీర్ఘంగా ఉండే చంద్రుడి రాత్రి సమయపు ఉష్ణోగ్రతలు మైనస్‌ 130 డిగ్రీల సెల్సియస్‌ (–202 డిగ్రీల ఫారెన్‌హీట్‌) వరకు పడిపోతాయి.

ఈ తీవ్రమైన చలికి అక్కడ ఉన్న బ్యాటరీలు, కీలకమైన ఎలక్ట్రానిక్‌ వ్యవస్థలు దెబ్బతినే ప్రమాదం ఉంది. దీనిని నివారించడానికి వోల్టా సంస్థ చంద్రుని కక్ష్యలో ఎస్‌.బి.ఎస్‌.పి. శాటిలైట్లను ఏర్పాటు చేయాలని ప్రణాళిక వేస్తోంది. ఇవి అంతరిక్షం నుండి శక్తిని ప్రసారం చేసి చంద్రుని ఉపరితలంపై ఉన్న రోవర్లు, ల్యాండర్లు, పరిశోధనా పరికరాలను వెచ్చగా ఉంచుతూ, రాత్రి వేళల్లో అవి సురక్షితంగా పనిచేసేలా సహాయపడతాయి.

1980 అక్టోబర్‌లో ‘లేట్‌ నైట్‌ విత్‌ డేవిడ్‌ లెటర్‌మ్యాన్‌’ ఇంటర్వ్యూలో ఐజాక్‌ అసిమోవ్‌ మాట్లాడుతూ స్పేస్‌–బేస్డ్‌ సోలార్‌ పవర్‌ భావనకు తనే శ్రీకారం చుట్టానని పేర్కొన్నారు. అలాగే చంద్రునికి సంబంధించి ఒక ఆసక్తికరమైన విషయాన్ని కూడా చెప్పారు: ‘‘1940లోనే అంతరిక్ష కేంద్రాల ద్వారా భూమికి శక్తిని పంపడం గురించి చెప్పాను. ఆ ఆలోచన దాదాపు సరిగ్గానే ఉన్నప్పటికీ, సూర్యుడికి దగ్గరగా ఉంటుందని చంద్రుని కక్ష్యకు బదులుగా బుధ గ్రహం కక్ష్యలో దానిని ఊహించాను. అయితే ఏదో ఒక రోజు మనం చంద్రుని కక్ష్యలో కూడా దీనిని సాధించవచ్చు’’ అని ఆయన ఆ ఇంటర్వ్యూలోనే సూచించారు.
– సాక్షి స్పెషల్‌ డెస్క్‌

ఇదీ చదవండి: రూ.2 కోసం కస్టమర్‌ పోరాటం.. బ్యాంకుకు దిమ్మతిరిగేలా కోర్టు తీర్పు!