Icon up Overzicht

China wil energiecentrale in de ruimte (Exaktueel)

Onderwerp: Sterrenkunde

Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.

In 2019 hebben Chinese wetenschappers het plan opgevat om een zonnecentrale buiten de atmosfeer in een baan om de aarde brengen.

a) Geef een voordeel van een zonnecentrale buiten de atmosfeer.

b) Geef een nadeel van een zonnecentrale buiten de atmosfeer.

In een baan om de aarde geldt dat de benodigde middelpuntzoekende kracht wordt geleverd door de gravitatiekracht.

Voor een energiecentrale buiten de dampkring is de grote massa van de centrale een uitdaging.

c) Leg uit of dit een probleem is:
– tijdens de lancering.
– tijdens het verblijf in een baan om de aarde.

China wil de centrale op een hoogte van 36 · 103 km boven het aardoppervlak in een baan krijgen.

d) Voer de volgende opdrachten uit:
– Bereken de omlooptijd van de centrale.
– Leg uit waarom voor die hoogte gekozen wordt.

De door de centrale opgewekte energie zou in de vorm van microgolven of met infrarood laserlicht naar de aarde gezonden moeten worden. In 2012 wond Tesla-topman en uitvinder Elon Musk zich hier al over op:

 “Je moet fotonen omzetten (1) naar elektronen en die weer omzetten (2) naar fotonen en die weer omzetten (3) naar elektronen. Wat is dan de conversiefactor?

e) Leg uit wat Elon Musk bedoelde met iedere omzetting (1), (2) en (3).

f) Leg uit op welke natuurkundige grootheid Elon Musk doelde met het begrip ‘conversiefactor’.

g) Leg uit waarom de Chinese wetenschappers wel denken met de omzetting van zichtbaar licht in infrarood of microgolven winst te kunnen halen. Gebruik Binas tabel 30E of Sciencedatatabel 7.3b.