כוח מהיקום: כיצד נאס"א וטכנולוגיות אסנט סולאר משנות את העברת אנרגיה מהחלל לארץ

אנרגיה סולארית מבוססת חלל: נוף שוק ודרישה מתהווה
התקדמות במערכים סולאריים דקים והעברת אנרגיה אלחוטית
שחקנים מרכזיים ושיתופי פעולה אסטרטגיים בעברת אנרגיה מהחלל לארץ
הרחבה שצפויה והזדמנויות השקעה בעברת אנרגיה מהחלל
מוקדי חום גלובליים ויוזמות אזוריות באנרגיה מבוססת חלל
חדשנות מהדור הבא והדרך קדימה לעברת כוח מהחלל לארץ
מחסומים, הישגים והזדמנויות אסטרטגיות בהעברת אנרגיה מהחלל
מקורות ומקורות

“קיץ 2025 הביא עלייה בפעילות בתחום הבריאות הדיגיטלית והרפואה מרחוק.” (מקור)

אנרגיה סולארית מבוססת חלל: נוף שוק ודרישה מתהווה

אנרגיה סולארית מבוססת חלל (SBSP) עוברת במהירות מעבר לקונספט תיאורטי להדגמה מעשית, עם התקדמויות האחרונות המדגישות את הפוטנציאל שלה בשוק. פיתוח מובהק הוא שיתוף הפעולה בין נאס"א וטכנולוגיות אסנט סולאר, המתמקדות במערכי פוטו-וולטאיים דקים (PV) המיועדים לייצור כוח יעיל והעברה אלחוטית מהחלל לארץ. שותפות זו היא חלק מהיוזמה של משרד טכנולוגיות החלל של נאס"א, שמטרתה לאמת את הייעוד של העברת אנרגיה סולארית שנאספת בחלל ישירות למקלטים על פני כדור הארץ.

מערכי הפוטו-וולטאיים הדקים של אסנט סולאר עושים שימוש בחומרים קלים וגמישים—בעיקר CIGS (סלניום גרמניום נדו-קובלט)—שמתאימים במיוחד לפריסת חלל בתנאים הקשים של הסביבה. מערכים אלו מציעים יחס גבוה של כוח למשקל, מה שחשוב לצמצום עלויות השיגור ומקסום התפוקה האנרגטית. בשנת 2023, דיווחה אסנט סולאר כי המודולים האחרונים שלה השיגו יעילות של מעל ל-17%, עם מחקר המכוון ל-20% ומעלה (אסנט סולאר).

נוף השוק של SBSP מעוצב על ידי הביקוש הגלובלי הגדל לאנרגיה נקייה ואמינה וההגבלות של מתקנים סולאריים על פני האדמה, כמו תלות במזג האוויר ושימוש בקרקע. על פי דוח של MarketsandMarkets לשנת 2023, שוק SBSP צפוי להגיע ל-4.5 מיליארד דולר עד 2030, מונע על ידי השקעות ממשלתיות וחדשנות מהמגזר הפרטי. ארה"ב, סין ויפן מובילות את המהלך, עם יעד של JAXA ביפן למערכת SBSP ניסיונית עד אמצע שנות ה-30 (JAXA).

milestones טכניים: ההדגמה של נאס"א ואסנט סולאר תבחן את תהליך הסוף-אל-סוף: איסוף סולארי, המרה למיקרוגל או לייזר, והעברה בטוחה למקלטים על הקרקע.
השלכות מסחריות: הצלחה עשויה לפתוח זרמים חדשים של הכנסות ליצרני לוויינים, ספקי שיגור וכלי רכב אנרגייתיים, תוך תמיכה ביציבות חשמלית והעברת כוח לאזורי מרוחקים.
אתגרים: מכשולים רגולטוריים, יעילות העברה, וקבלת הציבור את העברת הכוח האלחוטי נותרות מכשולים מרכזיים.

לסיכום, פרויקט מערך הפוטו-וולטאים הדקים של NASA ואסנט סולאר הוא צעד מכריע לקראת SBSP מסחרי, עם פוטנציאל לשנות את שוק האנרגיה הגלובלי על ידי מתן כוח מתמשך, שנאסף מהחלל, לארץ. ככל שהמחסומים הטכניים והרגולטוריים מטופלים, המגזר מוכן לצמיחה והשקעות משמעותיות.

התקדמות במערכים סולאריים דקים והעברת אנרגיה אלחוטית

שיתוף הפעולה של נאס"א עם טכנולוגיות אסנט סולאר מהווה קפיצה משמעותית במרדף אחר אנרגיה סולארית מבוססת חלל (SBSP), תוך הקדשת מערכי פוטו-וולטאיים דקים להקל על העברת כוח אלחוטית מהחלל לארץ. בשנת 2023, נאס"א העניקה חוזה למרכז טיסות חלל מרשל של נאס"א לפיתוח מודולים פוטו-וולטאיים (PV) דקים, קלים וגמישים המיועדים במיוחד ליישומי חלל (נאס"א). מערכים אלו, עשויים מ-CIGS (סלניום גרמניום נדו-קובלט), מציעים יעילות גבוהה (עד 17.8% בסביבות מעבדה) ודבר שמבטיח עמידות מצוינת, מה שהופך אותם למתאימים לפריסה על לוויינים ופלטפורמות אורביטליות גדולות.

החדשנות העיקרית טמונה בשילוב של מערכים דקים אלו עם טכנולוגיית העברת כוח אלחוטית (WPT). הרעיון כולל איסוף אנרגיה סולארית בחלל—שם האור השמש תמידי ואינו מסונן על ידי אטמוספירה—והמרתו למיקרוגלים או קרני לייזר. קרני אלו מועברות למקלטים על הקרקע, הידועים בשמות רקטנא, שממירות את האנרגיה בחזרה לחשמל שימושי (NREL).

קל משקל וגמישות: מודולי הפוטו-וולטאיים של אסנט שוקלים פחות מ-1 ק"ג למ"ר, חלק קטן מהפאנלים הסיליקוניים המסורתיים, מה שמפחית עלויות השיגור ומאפשר מערכים גדולים יותר בחלל.
צפיפות כוח גבוהה: המערכים יכולים לייצר מעל 200 וואט לקילוגרם, מדד קריטי למקסום התפוקה האנרגטית לפי מסה משוגרת (אסנט סולאר).
עמידות: סרטי CIGS עמידים לקרינה ולקיצוניות טמפרטורה, ומבטיחים אורך חיים תפעולי ארוך בתנאי החלל הקשוחים.

הדגמות אחרונות, כמו העברת הכוח בהצלחה של פרויקט אנרגיה סולארית חללית של קלטק משטח החלל לארץ בשנת 2023 (קלטק), מדגישות את הכדאיות של גישה זו. מאמצי נאס"א ואסנט סולאר מתמקדים כיום בהגדלת הטכנולוגיות הללו, עם המטרה לפרוס מערכים של מספר מגוואט המסוגלים להעביר אנרגיה נקייה ומתחדשת לרשתות על פני כדור הארץ—פוטנציאל לשנות בצורה מהותית את הגישה לאנרגיה הגלובלית והעמידות שלה.

שחקנים מרכזיים ושיתופי פעולה אסטרטגיים בעברת אנרגיה מהחלל לארץ

מאמצי האנרגיה הסולארית מבוססת חלל (SBSP) האיצו בשנים האחרונות, כאשר נאס"א וחדשנים מהמגזר הפרטי כמו טכנולוגיות אסנט סולאר עומדים בחזית. שיתוף הפעולה שלהם במערכים פוטו-וולטאיים דקים מהווה צעד מכריע לעבר הגשמת החזון של העברת אנרגיה סולארית מהחלל לארץ, פוטנציאל לשנות את אספקת האנרגיה העולמית.

תפקיד החזון והמעשית של נאס"א

נאס"א תומכת מזה זמן רב ב-SBSP כאמצעי לספק אנרגיה מתחדשת וקבועה שאינה מושפעת ממזג האוויר או מחזורי יום ולילה על פני האדמה. הפרויקט של נאס"א לחקר אנרגיה סולארית מבוססת חלל בוחן טכנולוגיות מתקדמות לאיסוף והעברת אנרגיה סולארית מהחלל.
בשנת 2023, תוכנית חדשנות קונספטים מתקדמים (NIAC) של נאס"א מימנה מספר מחקרי SBSP, כולל כאלו המתמקדים בהעברת כוח אלחוטית ובמערכים סולאריים באולטרה-קל.

טכנולוגיית המערכים הדקים של אסנט סולאר

טכנולוגיות אסנט סולאר מתמחות במודולי פוטו-וולטאיים דקים מ-CIGS (סלניום גרמניום נדו-קובלט), שהם גמישים, קלים ויעילים מאוד—מאפיינים מרכזיים לפריסה בחלל.
בשנת 2023, אסנט סולאר הודיעה על שותפות עם נאס"א לפיתוח ובחינה של מערכים דקים ליישומי SBSP, במטרה למקסם את יחס הכוח למשקל ולעמוד בתנאי החלל הקשים (אסנט סולאר ניוז).

שיתוף פעולה אסטרטגי והדגמה

פרויקט נאס"א × אסנט סולאר מתמקד בשילוב מערכים דקים עם מערכות העברת כוח אלחוטיות, כגון קרני מיקרוגלים או לייזר, כדי להעביר אנרגיה למקלטים על הקרקע.
הדגמות מעבדה אחרונות הציגו תוצאות מבטיחות, עם השגת יעילות המרת כוח מעל 15% ושמירה על ביצועים לאחר חשיפה מדומה לחלל (PV Tech).
ניסויי שטח מתוכננים לסוף 2024, כשהמטרה היא לאמת העברת אנרגיה מסוף לסוף מפלטפורמת גובה גבוהה, תוך הכנת הקרקע לדגמים בעתיד בחלל.

השפעה על השוק והתעשייה

שוק ה-SBSP הגלובלי צפוי להגיע ל$900 מיליון עד 2030, מונע על ידי השקעות ממשלתיות וחדשנות מהמגזר הפרטי.
שיתוף הפעולה בין נאס"א ואסנט סולאר צפוי להניע שותפויות נוספות, להאיץ את מוכנות הטכנולוגיה, ולמקם את ארה"ב כמובילה בהעברת אנרגיה מהחלל לארץ.

הרחבה שצפויה והזדמנויות השקעה בעברת אנרגיה מהחלל

שיתוף הפעולה בין נאס"א וטכנולוגיות אסנט סולאר מציין רגע מכריע בהתפתחות של אנרגיה סולארית מבוססת חלל (SBSP), במיוחד בהקשר של העברת אנרגיה מהחלל לארץ. מערכי פוטו-וולטאיים דקים וקלים של אסנט סולאר מפותחים לפריסה על לוויינים ובסיסי חלל, במטרה לכוד אנרגיה סולארית בחלל ולהעבירה אלחוטית למקלטים על פני האדמה. טכנולוגיה זו עשויה לשנות את שוקי האנרגיה הגלובליים על ידי מתן כוח מתחדש וקבוע שאינו מושפע מהמזג האוויר או ממחזורי היום והלילה.

הדגמות אחרונות הראו את הכדאיות של העברת כוח אלחוטית (WPT) מהחלל. בשנת 2023, פרויקט האנרגיה הסולארית של המכון הטכנולוגי בקליפורניה (SSPD-1) הצליח להעביר כוח אלחוטית בחלל, צעד משמעותי לעבר SBSP פרקטי (קלטק). שותפות של נאס"א עם אסנט סולאר מנצלת את טכנולוגיית ה-CIGS (סלניום גרמניום נדו-קובלט) של האחרונה, אשר מתפארת ביעילות גבוהה ולעמידות לקרינה, מה שהופך אותה לאידיאלית לתנאי החלל הקשים (נאס"א).

אנליסטי השוק צופים צמיחה יציבה במגזר ה-SBSP. לפי דוח של 2023, השוק של אנרגיה סולארית מבוססת חלל צפוי להגיע ל-902 מיליון דולר עד 2030, עם גידול בקצב צמיחה של 8.2% מ-2023 (MarketsandMarkets). הביקוש הגלובלי לאנרגיה נקייה וההתקדמות בחומרים סולאריים קלים הם הגורמים המרכזיים. מערכי אסנט סולאר, שניתן לגלגל ולפרוס בחלל, מפחיתים את עלויות השיגור ומאפשרים משטחים רחבים יותר לאיסוף, מה שמסייע להפוך את ה-SBSP המסחרי ליותר ישים.

הזדמנויות השקעה מתפתחות לאורך כל שרשרת הערך:

ייצור לוויינים: חברות המפתחות מערכי סולאריים הניתנים לפריסה ומודולי העברה של כוח מושכות הון סיכון וחוזים ממשלתיים.
תשתיות קרקעיות: חברות המתמקדות ברקטנא (אנטנות קליטה) ואינטגרציה של רשתות מכינות לצמיחה כפי שמקלטים על פני האדמה הופכים לנחוצים.
ספקי אנרגיה: ספקים בודקים שותפויות כדי להבטיח אספקת SBSP בעתיד, כדי להגן על עצמם מפני תנודתיות בהפקת אנרגיה על פני האדמה.

כשהנאס"א ואסנט סולאר מקדמים את טכנולוגיית מערך הפוטו-וולטאים הדקים, הבמה מוכנה לעידן חדש של העברת כוח מהחלל לארץ. משקיעים וחדשנים מובילים בתחום זה צפויים להרוויח מהצמיחה של הנדסת אווירונאוטיקה ואנרגיה מתחדשת, בזמן שהחלום של העברת וואטים מהחלל מתקרב למציאות.

מוקדי חום גלובליים ויוזמות אזוריות באנרגיה מבוססת חלל

אנרגיה סולארית מבוססת חלל (SBSP) הייתה פתרון חזוני לביקוש הגובר לאנרגיה על פני האדמה, ופיתוחים אחרונים מביאים את הרעיון הזה קרוב יותר למציאות. בשנת 2024, נאס"א שיתפה פעולה עם טכנולוגיות אסנט סולאר כדי לבדוק מערכי פוטו-וולטאיים דקים מתקדמים המיועדים לייצור כוח יעיל והעברה אלחוטית מהחלל לארץ. שיתוף פעולה זה מהווה ציון דרך משמעותי במרוץ הגלובלי לניצול אנרגיה סולארית בחלל והעברתה לארץ, תוך פוטנציאל לשנות את נוף האנרגיה המתחדשת.

מערכי הפוטו-וולטאיים הדקים של אסנט סולאר הם נכסיים בעיצובם הקל והגמיש וביעילותם הגבוהה, מה שהופך אותם לאידיאליים לפריסה בתנאים הקשים של החלל. המערכים הללו נבדקים כחלק מהיוזמה של נאס"א לפרויקט אנרגיה סולארית מבוססת חלל, המיועדת להדגים את הכדאיות של איסוף אנרגיה סולארית בחלל והעברתה באופן אלחוטי—בדרך כלל דרך קרני מיקרוגל או לייזר—למקלטים על פני האדמה. הטכנולוגיה עשויה לספק כוח מתמשך, בלתי תלוי במזג האוויר, תוך התמודדות עם בעיות הפסקות המתרחשות במתקני אנרגיה סולארית על פני האדמה.

גלובלית, המקלט כלפי SBSP בדיכוי. משרד המסחר של יפן והיוזמה SOLARIS של סוכנות החלל האירופית SOLARIS משקיעים באופן משמעותי בטכנולוגיות דומות, אך הפרויקט בין נאס"א ואסנט סולאר עומד בבעיה למיקוד על פתרונות דקים, ניתנים לייצור בקנה מידה. בשנת 2023, אסנט סולאר דיווחה על 17.55% יעילות למודולים החיוניים שלה (סלניום גרמניום נדו-קובלט), שיא עבור קבוצה זו של טכנולוגיה (אסנט סולאר ניוז).

יתרונות מרכזיים: מערכי הפוטו-וולטאיים הדקים קלים יותר וגמישים יותר מאשר פאנלים סיליקוניים מסורתיים, מה שמפחית עלויות שיגור ומאפשר תחנות כוח מודולריות גדולות בחלל.
שיאי השידור: ניסויים שנעשו בנאס"א כוללים שידור כמויות קטנות של כוח למרחקים קצרים, עם תוכניות להגדלה עד להדגמות בשיעורי רב-קילוואט בשנים הבאות (תכונת נאס"א).
השלכות עולמיות: אם יצליחו, טכנולוגיה זו עשויה לספק אנרגיה נקייה, ניתנת לשליחה לאזורים מרוחקים או פגועי אסונות, תוך תמיכה ביישומים של אזרחים והגנה.

כשהשותפות בין נאס"א ואסנט סולאר מתקדמת, היא קובעת אמות מידה טכניות ומסחריות עבור SBSP, ממקמת את ארה"ב כמובילה בשוק העשייה המתפתח של הכוח מהחלל לארץ.

חדשנות מהדור הבא והדרך קדימה לעברת כוח מהחלל לארץ

אנרגיה סולארית מבוססת חלל (SBSP) הייתה רעיון חזוני לאורך זמן, אך התקדמויות אחרונות מביאות את זה קרוב יותר למציאות. ציון הדרך המרכזי הוא שיתוף הפעולה بين נאס"א וטכנולוגיות אסנט סולאר, שמוביל את השימוש במערכים פוטו-וולטאיים דקים לייצור כוח יעיל ולהעברת אנרגיה אלחוטית מהחלל לארץ. שותפות זו היא חלק מהמגמות של מאמצי משרד טכנולוגיות החלל של נאס"א לפיתוח פתרונות אנרגיה מהדור הבא ליישומים גם על פני האדמה וגם מחוץ לה.

מערכי הפוטו-וולטאיים הדקים של אסנט סולאר עשויים מחומרים קלים וגמישים כמו CIGS (סלניום גרמניום נדו-קובלט), שמספקים יתרונות משמעותיים על פני פאנלים סולאריים מבוססי סיליקון מסורתיים. המערכים הללו יכולים להתגלגל, להיפרש ולפרוס באזורים גדולים עם מסה מינימלית—גורם קריטי לשיגורים לחלל. על פי אסנט סולאר, המודולים שלהם משיגים יחס כוח למשקל העולה על 1,000 וואט/ק"ג, לעומת 200-300 וואט/ק"ג עבור פאנלים קונבנציונליים, מה שהופך אותם לאידיאליים לפריסה בחלל.

הצעד הבא הוא להעביר את האנרגיה שנאספה חזרה לארץ. נאס"א ובנות בריתה בודקות העברת כוח אלחוטית ממיקרוגלים ולייזרים. בשנת 2023, פרויקט קלטק להדגמה של אנרגיה סולארית בחלל הדגים בהצלחה העברת כוח אלחוטית מחלל למקלט על כדור הארץ, מה שמסמל הוכחת רעיון משמעותית. דרכו של נאס"א כוללת את הגדלת ההדגמות הללו, שיפור יעילות ההמרה, ופתרון הפרעות אטמוספיריות כדי להבטיח העברת אנרגיה מהימנה ובעלת קיבולת גבוהה.

הגברת היעילות: מערכים דקים יכולים להתוצר בקנה מידה ולהתאמת לפי יעילות גבוהה בסביבת החלל, עם מחקר מתמשך המכוון לשיעורי המרה מעל 30% (NREL).
פוטנציאל לפריסה: משקלם הקל של מודולי הפוטו-וולטאיים הדקים מאפשר שיגור של מערכים גדולים יותר, כשיש אפשרות ליצור גיגה וואטים של כוח בחלל.
אתגרי העברה: אתגרים עיקריים כוללים צמצום אובדן אנרגיה במהלך ההעברה והבטחת הבטיחות עבור נכסי החלל ואוכלוסיות על פני האדמה.

במבט קדימה, המיזם בין נאס"א ואסנט סולאר סולל את הדרך ל-SBSP בקנה מידה מסחרי. אם אתגרים טכניים ורגולטוריים ייפתרו, העברת כוח מהחלל לארץ עשויה להפוך ליסוד בתמהיל האנרגיה הנקייה הגלובלית על ידי שנות ה-30, מספקת חשמל מתמשך ובלתי תלוי במזג האוויר (IEA).

מחסומים, הישגים והזדמנויות אסטרטגיות בהעברת אנרגיה מהחלל

הקונספט של העברת אנרגיה סולארית שנאספת בחלל ישירות לארץ—ידוע כאנרגיה סולארית מבוססת חלל (SBSP)—היה פתרון מפתה לצורכי האנרגיה הגוברים בעולם. התפתחויות אחרונות, בעיקר שיתוף הפעולה בין נאס"א וטכנולוגיות אסנט סולאר, מקרבות את החזון הזה למציאות. עבודתם על מערכים פוטו-וולטאיים דקים היא צעד משמעותי לקראת העברת אנרגיה בטוחה, קלה וניתנת להרחבה מהחלל לארץ.

מחסומים: האתגרים המרכזיים ב-SBSP כוללים את העלות הגבוהה של שיגור והעברת מערכים סולריים גדולים, הצורך בחומרים קלים ועמידים במיוחד, והעברת אנרגיה בצורה בטוחה ויעילה—בעיקר דרך קרני מיקרוגל או לייזר—דרך האטמוספירה של כדור הארץ. בעיות רגולטוריות ודאגות ציבוריות לגבי הבטיחות של העברת אנרגיה באמצעות קרניים קיימות עדיין. על פי דוח של נאס"א, העלות לכל קילוגרם לאורביט נמוכה נשארת גורם מגביל, אם כי היא פוחתת עם טכנולוגיות שיגור חדשות.
הישגים: טכנולוגיית הפוטו-וולטאיים הדקים של אסנט סולאר (CIGS) מציעה פתרון שיכול לשנות את כללי המשחק. הפאנלים הגמישים והקלים הללו יכולים להתגלגל לשיגור קומפקטי ואז להתפרס בחלל, מה שמפחית באופן דרמטי את המסה והנפח בהשוואה לפאנלים קונבנציונליים המבוססים על סיליקון. בשנת 2023, נאס"א בחרה באסנט סולאר עבור תוכנית חדשנות עסקית קטנה (SBIR) לפיתוח המערכים האלה ליישומי חלל, תוך הוקרת יחס הכוח למשקל הגבוה והרזילייתם בסביבות קשות.
הזדמנויות אסטרטגיות: ההדגמה המוצלחת של מערכים דקים בחלל פותחת את הדלת למערכות SBSP בסקלה רחבה. אלו עשויות לספק כוח מתחדש, בלתי תלוי במזג האוויר לאזורים מרוחקים או נפגעי אסונות, לתמוך במערכות רשת על פני האדמה, ולתמוך באתרים על הירח או מאדים. גם משרד ההגנה של ארה"ב הביע עניין, מממן פרויקטים כמו ניסויי העברת כוח של מעבדת המחקר של חיל האוויר. שחקנים מסחריים, כולל נורת'רופ גרומן ו-JAXA של יפן, משקיעים גם ב-SBSP, מה שמצביע על שוק הולך וגדל ופוטנציאל לשותפויות ציבוריות-פרטיות.

כאשר נאס"א וטכנולוגיות אסנט סולאר מתקדמות בטכנולוגיית המערכים הדקים, הסיכוי להעביר אנרגיה נקייה ומתחדשת מהחלל לארץ הולך והופך ליותר ישים. התגברות על מחסומים טכניים ורגולטוריים תהיה הכרחית, אבל ההזדמנויות האסטרטגיות לביטחון אנרגיה וקיימות הן עצומות.