宇宙ベースの太陽光発電 – HiSoUR 芸術文化美術歴史

宇宙ベースのソーラーパワー（SBSP）は、宇宙空間で太陽光を集めて地球に流すという概念です。宇宙で太陽エネルギーを集める潜在的な利点は、拡散雰囲気の欠如のために収集率が高くなり、収集期間が長くなること、夜間でない周回位置に太陽熱集光器を置く可能性などです。入射太陽エネルギーのかなりの割合（55-60％）は、反射と吸収の影響によって地球の大気を通過する途中で失われます。宇宙ベースの太陽光発電システムは、太陽光を大気外のマイクロ波に変換し、これらの損失と地球の回転によるダウンタイムを回避しますが、物質を軌道に投入する費用がかかります。 SBSPは、持続可能なまたはグリーンなエネルギー、再生可能エネルギーの一形態と考えられ、時には気候工学の提案の中で考慮されている。人為的な気候変動や化石燃料の枯渇（ピークオイルなど）に対する大規模な解決策を模索している人にとっては魅力的です。

1970年代の初めから様々なSBSPの提案が研究されてきたが、今日の宇宙打ち上げインフラでは経済的に実行可能なものはない。大規模な商用発電所に匹敵する、控えめなギガワットレンジのマイクロ波システムは、軌道上に約8万トンの材料を打ち上げる必要があり、そのようなシステムからのエネルギーコストは現在の再生可能エネルギーよりも大幅に高価になります。一部の技術者は、小惑星や月の物質から太陽光発電衛星を製造することができるオフ・ワールドの産業基盤が開発された場合、あるいはロケット以外の根本的な新しい宇宙打ち上げ技術が未来。

このようなシステムを導入するコストの他に、SBSPは軌道から地球表面にエネルギーを送信して使用するという問題を含むいくつかの技術的ハードルも導入しています。現在の技術では、地球の表面から軌道上の衛星に延びるワイヤは実用的でも実行可能でもないため、SBSPの設計では一般に、変換効率の悪い無線電力伝送と、必要なアンテナステーションの土地利用の懸念があります地球の表面でエネルギーを受け取る。収集衛星は、太陽エネルギーをボード上の電気エネルギーに変換し、マイクロ波トランスミッタまたはレーザエミッタに給電し、このエネルギーを地表のコレクタ（またはマイクロ波レクテナ）に送信します。人気のある小説やビデオゲームでのSBSPの出現とは対照的に、ほとんどのデザインは、送信衛星のビームがコース外にさまよう場合など、人間が不注意に露出されると有害ではないビームエネルギー密度を提案しています。しかし、受信アンテナの膨大なサイズは、依然としてエンドユーザの近くに大量の土地を必要とし、この目的のために調達され、献身されなければならない。放射能や微小亀裂による劣化を含む宇宙環境への長期暴露による挑戦に直面した宇宙ベースコレクターの耐用年数もまたSBSPにとって懸念される。

SBSPは、日本、中国、ロシアが積極的に推進しています。 2008年、日本は宇宙太陽光発電を国家目標として確立した基本宇宙法をパスし、JAXAは商業SBSPへのロードマップを持っています。 2015年に中国宇宙技術アカデミー（CAST）は、国際宇宙開発会議（ISDC）でロードマップをブリーフィングし、2050年に1GWの商用システムへのロードマップを展示し、ビデオとその設計の説明を発表した。

課題

潜在的な
SBSPのコンセプトは魅力的です。なぜなら、宇宙には地球の太陽エネルギーを収集するためのいくつかの大きな利点があるからです。

宇宙と太陽が常に太陽の正午です。
集める表面は、大気のガス、雲、埃、および他の気象事象のような障害物の欠如のために、はるかに強い日光を受ける可能性がある。結果として、軌道上の強度は、地球表面上の到達可能な最大強度の約144％である。
衛星は99％の時間にわたって照らされ、地球の影には、春には最大72分、地方の深夜には春分になります。旋回する衛星は一貫して高度の日射にさらされることがあり、一般に1日24時間、地表の太陽電池パネルは現在その日の平均29％の電力を集める。
電力は、それを最も必要とする領域に比較的迅速に直接リダイレクトすることができます。収集衛星は、地理的なベースロードまたはピーク負荷電力の必要性に基づいて、様々なサーフェスロケーションに電力オンデマンドを指示する可能性があります。ピーキングパワーは一時的なものであるため、典型的な契約はベースロード、継続的な電力になります。
植物と野生生物の干渉の排除。
非常に大規模な実装、特に低高度では、地球の表面に到達する入射太陽放射を潜在的に減少させることができる。これは、地球温暖化の影響を相殺するためには望ましいことです。

欠点
SBSPのコンセプトにもいくつかの問題があります。

衛星を宇宙に打ち上げるための大きなコスト
宇宙から地球表面への電力の効率的な伝達を妨げる間引かれた配列の呪い
アクセス不能：地球ベースのソーラーパネルのメンテナンスは比較的簡単ですが、宇宙でのソーラーパネルの建設とメンテナンスは一般的に遠隔で行われます。コストに加えて、GEO（静止軌道上静止軌道）で働く宇宙飛行士は、容認できないほど高い放射線の危険性とリスクにさらされており、遠隔操作で行われた同じ作業より約1000倍もコストがかかります。
宇宙環境は敵対的である。パネルは地球上で約8倍の劣化を受ける（磁気圏によって保護される軌道を除いて）。
宇宙残骸は、宇宙の大きな物体にとって大きな危険であり、SBSPシステムのような大きな構造物は、軌道の破片の潜在的な発生源として言及されている。
マイクロ波ダウンリンク（使用される場合）の放送周波数は、SBSPシステムを他の衛星から隔離することを必要とする。 GEOスペースはすでに十分に使用されており、ITUがSPSの発射を許可するとは考えられない[無関係な引用]
地上の受信局の大きなサイズとそれに対応するコスト。
光子から電子への光子への変換のいくつかの段階におけるエネルギー損失。

設計
宇宙ベースの太陽光発電は基本的に3つの要素で構成されています。

リフレクタまたは膨張可能なミラーを用いて太陽電池に空間内の太陽エネルギーを収集する
マイクロ波またはレーザーを介した地球への無線電力伝送
レクテナを介して地球上の電力を受信すること、マイクロ波アンテナ

宇宙ベースの部分は、（比較的弱い潮汐応力以外の）重力に対してそれ自身を支持する必要はない。地上風や天候からの保護は必要ありませんが、マイクロメーターや太陽フレアなどの宇宙の危険に対処しなければなりません。太陽光発電（PV）と太陽光発電（SD）の2つの基本的な変換方法が研究されています。 SBSPのほとんどの分析は、直接太陽光を電気に変換する太陽電池を使用した光起電変換に焦点を当てています。ソーラーダイナミックミラーを使用してボイラーに光を集中させます。ソーラーダイナミックスを使用すると、ワットあたりの質量を減らすことができます。ワイヤレス電力伝送は、さまざまな周波数のマイクロ波またはレーザー放射のいずれかを使用して、収集から地球の表面にエネルギーを転送する手段として、早い段階で提案されました。

マイクロ波送電
ウィリアム・C・ブラウンは1964年、ウォルター・クロンカイトのCBSニュース番組で、マイクロ波ビームからの飛行に必要なすべての電力を受け取ったマイクロ波駆動のモデル・ヘリコプターを実演しました。 1969年から1975年の間、Bill BrownはJPL Raytheonプログラムのテクニカルディレクターを務め、効率は84％で1マイル（1.6km）の距離で30kWの電力を放射しました。

数十キロワットのマイクロ波電力伝送は、カリフォルニア州のゴールドストーン（1975年）とレユニオン島のグランドバシン（1997年）の既存の試験によって十分に実証されています。

最近では、マウイ島の山頂とハワイ島（92マイル離れたところ）の間で、太陽エネルギーの取り込みと関連して、マイクロ波電力伝送がJohn C. Mankins下のチームによって実証されています。アレイレイアウト、単一放射要素設計、および全体的効率、ならびに関連する理論上の限界に関しての技術的課題は、現在、「ソーラーパワートランスミッション用電磁無線システムの分析」の特別セッションで実証されているように、 2010年IEEE Symposium on Antennas and Propagationで開催される予定です。 2013年には、宇宙から地上へのマイクロ波電力伝送に関連する技術と問題を網羅した有用な概要が発表されました。 SPSの概要、現在の研究および将来の見通しが含まれています。さらに、マイクロ波電力伝送のためのアンテナアレイの設計のための現在の方法論および技術の概説が、Proceedings of the IEEE

レーザーパワービーム
NASAのある者は、レーザーのパワービームを、宇宙産業のさらなる工業化の足がかりと考えていました。 1980年代にNASAの研究者は、主に太陽光発電レーザーの開発に焦点を当て、宇宙から宇宙へのパワービームのレーザーの潜在的な利用に取り組んでいました。 1989年には、地球から宇宙までのレーザーによっても力が有効に伝わることが示唆されました。 1991年に月面に電力を供給するためのレーザパワービームの研究を含むSELENEプロジェクト（SpacE Laser ENErgy）が始まった。 SELENEプログラムは2年間の研究努力でしたが、コンセプトを運用状態にするコストは高すぎました。公式プロジェクトはスペースベースのデモになる前に1993年に終了しました。

1988年に、宇宙推進のための電気スラスタに電力を供給する地球ベースのレーザーの使用がGrant Loganによって提案され、1989年に技術的詳細が完成した。彼は600度で動作するダイヤモンド太陽電池を使用して紫外線レーザー光を変換することを提案した。

軌道上の位置
静止軌道上に宇宙発電所を配置することの主な利点は、アンテナの幾何学的形状が一定のままであるため、アンテナを整列させた状態を保つことがより簡単であることです。もう1つの利点は、第1宇宙発電所が軌道に乗るとすぐにほぼ連続的な送電がすぐに利用できることです。他の宇宙ベースの発電所は、ほぼ連続的な電力を生産する前にはるかに長い始動時間を有する。 GEO（静止軌道）宇宙太陽光発電の前駆体として、LEO（Low Earth Orbit）宇宙発電所のコレクションが提案されている。

地球ベースの受信機
地球ベースのレクテナは、ダイオードを介して接続された多くの短いダイポールアンテナで構成されています。衛星からのマイクロ波放送は約85％の効率でダイポールに受信される。従来のマイクロ波アンテナでは、受信効率は良好であるが、そのコストおよび複雑さもかなり大きい。レクテナはおそらく数キロメートルになるでしょう。

宇宙用途では
また、レーザーSBSPは、月や火星の表面上にある基地に車両に電力を供給し、電源に着陸するための大量のコストを節約することができます。宇宙船または他の衛星は、同じ手段によって電力を供給することもできる。宇宙太陽光発電に関するNASAに提出された2012年の報告書では、宇宙太陽光発電の背後にある技術の潜在的な用途の1つとして、惑星間探査の任務に使用できる太陽電気推進システムがあると述べています。

起動コスト
SBSPのコンセプトの1つの問題は、宇宙打ち上げの費用と、打上げが必要な材料の量です。

発射された材料の多くは、最終的な軌道に直ちに届く必要はなく、高い効率（しかしより遅い）エンジンが許容可能なコストでSPS材料をLEOからGEOに移動させる可能性が高まる。例としては、イオンスラスタまたは核推進が挙げられる。マイクロ波による静止軌道からのパワービームは、必要とされる「光学アパーチャ」のサイズが非常に大きいという困難を伴う。例えば、1978年のNASA SPSの研究では、2.45GHzのマイクロ波ビームの場合、直径1kmの送信アンテナと直径10kmの受信レクテナが必要でした。これらのサイズは、大気吸収を増加させ、雨や水滴によるビームの閉塞を引き起こす可能性さえあるが、より短い波長を使用することによって幾分減少させることができる。間引きされた配列の呪いのために、いくつかの小さな衛星のビームを組み合わせることによって、より狭いビームを作ることはできません。送信アンテナと受信アンテナのサイズが大きいことは、SPSの最小実用電力レベルが必然的に高くなることを意味する。小さなSPSシステムも可能ですが、経済的ではありません。

問題の規模を知るために、太陽電池パネルの質量をキロワットあたり20kgと仮定すると（支持構造の質量、アンテナ、または集光鏡の質量を考慮しない）、4GWの発電所の重量は約80,000メートルトンであり、これらはすべて現在の状況では地球から発射される。非常に軽量な設計は1kg / kWを達成する可能性があり、同じ4GW容量ステーションのソーラーパネルでは4,000メートルトンを意味する。これは、低アース軌道に材料を送るための40〜150台の重量ロケット（HLLV）の打ち上げに相当し、サブアッシーのソーラーアレイに変換される可能性が高く、高効率のイオンエンジンスタイルロケットはGEO（静止軌道）に（ゆっくりと）到達する。シャトルベースのHLLVの連続打ち上げ費用は5億〜8億ドル、代替HLLVの打ち上げ費用は7,800万ドルで、総打ち上げ費用は110億ドル（低コストのHLLV、低重量パネル）から320億ドル高価なHLLV、重いパネル）。これらのコストには、宇宙発射ミッションの環境への影響を、そのようなコストが地球ベースのエネルギー生産と比較して使用される場合に加えなければならない。比較のために、新しい石炭または原子力発電所の直接費は、GW当たり30億ドルから60億ドル（CO2排出量または使用済核燃料の貯蔵からの環境への全費用は含まない）の範囲である。もう一つの例は、ムーンへのアポロミッションは、インフレを考慮して240億ドル（1970年代のドル）の総額を要し、現在は国際宇宙ステーションの建設よりも高価で、140億ドルの費用がかかります。

宇宙からの建物

軌道上で打ち上げられた月の物質から
Gerard O’Neillは、1970年代初頭の打ち上げコストが高いという問題に着目し、月からの材料で軌道上にSPSを建設することを提案しました。月からの打上げ費用は、重力の低下と大気の抗力の欠如のため、潜在的に地球よりもはるかに低い。この1970年代の提案は、NASAのスペースシャトルのその後宣伝された将来の打ち上げコストを前提としていました。このアプローチは、月面に大量のドライバーを設立するために大幅な初期投資を必要とする。それにもかかわらず、1979年4月30日に、NASA契約NAS9-15560の下、General Dynamics ‘Convair Divisionの最終報告書（「宇宙建設の月の資源利用」）は、月の資源の使用が、 10GWの能力を持つわずか30台のソーラーパワーサテライトのシステム。

1980年に、NASAの打ち上げコストの見積もりが明らかになったとき、スペースシャトルの打上げ費用見積もりは楽観的だったとO’Neill et al。はるかに低い起動コストで月の材料を使用して製造への別のルートを発表しました。この1980年代のSPSの概念は、地球上に駐留する労働者の遠隔制御の下で、宇宙での人間の存在にはほとんど依存せず、月面上の部分的自己複製システムに多く依存していました。この提案の高い正味エネルギー利得は、月のはるかに浅い重力井戸から得られる。

宇宙からの原材料の1ポンド当たりの供給源を比較的安価にすることは、低質量設計に対する懸念を軽減し、異なる種類のSPSが構築される結果となる。オニールのビジョンにおける月の材料の1ポンド当たりの低コストは、単に太陽光発電衛星よりも軌道上のより多くの施設を製造するために月の材料を使用することによって支持されるだろう。月から打ち上げるための高度な技術は、月の材料から太陽光発電衛星を建設するコストを削減する可能性があります。いくつかの提案された技術には、最初にJerome Pearsonによって記述された月質量ドライバーおよび月面宇宙エレベーターが含まれる。それは月にシリコンマイニングと太陽電池製造施設を確立することを必要とするだろう。

月の上
物理学者のDavid Criswell博士は、月が太陽発電所の最適な場所であり、月面ベースの太陽光発電を促進することを示唆している。彼が想定している主な利点は、現場で利用可能な月の材料からの大部分の建設、遠隔操作されるモバイル工場とクレーンによるマイクロ波反射器の組み立て、およびローバーによる太陽電池の組み立てと舗装によるものであり、 SBSPデザインに地球周りを周回するパワーリレー衛星とマイクロ波ビームを反射する月もプロジェクトの一部です。 1GWのデモプロジェクトは500億ドルで始まります。清水工業（株）は、Luna Ringのコンセプトにレーザーとマイクロ波を組み合わせ、電源リレー衛星を使用しています。

小惑星から
小惑星採掘もまた真剣に検討されている。 NASAの設計研究では、50万トンの小惑星片を静止軌道に戻す10,000トンの採掘車両（軌道上で組み立てる）を評価しました。鉱山船の約3,000トンだけが伝統的な航空宇宙グレードの積載量であろう。残りは、マス・ドライバー・エンジンの反応質量であり、ペイロードを打ち上げるために使用された使用済みロケット・ステージとなるように調整することができる。返された小惑星の100％が有用であり、小惑星鉱夫自身が再利用できなかったと仮定すると、打ち上げコストはほぼ95％削減されます。しかし、このような方法の真のメリットは、候補小惑星の鉱物調査に頼っているだろう。これまでのところ、我々はそれらの組成の推定値しか有していない。 1つの提案は、小惑星Apophisを地球軌道に捕捉し、これを5GWの150個の太陽光衛星またはそれより大きい小惑星1999年のAN10に変換し、Apophisの50倍のサイズで、5,500ギガワットの太陽光衛星を構築するのに十分な規模です

非典型的な構成とアーキテクチャ上の考慮事項
典型的な参照システムシステムは、GEO内の個々の衛星のかなりの数（地球のエネルギー要求の全部または大部分を処理するために数千ギガワットのシステム）を必要とする。個々の衛星の典型的な基準設計は、1〜10GWの範囲であり、通常、エネルギーコレクタ/変換として平面または集中太陽光発電（PV）を含む。最も典型的な送信設計は、大気中の損失が最小限である1-10GHz（2.45または5.8GHz）RF帯域にあります。衛星用の材料は、地球から供給され、地球上で製造され、再使用可能なロケット打ち上げによってLEOに輸送される予定であり、LEOとGEOの間で化学的または電気的推進によって輸送される。要約すると、アーキテクチャの選択肢は次のとおりです。

場所= GEO
エネルギー収集= PV
衛星=モノリシック構造
送信= RF
材料と製造=地球
インストール= RLVをLEOに、化学をGEOに

参照システムにはいくつかの面白いデザインがあります。

代替エネルギー収集場所：GEOは、地球に近いという長所、簡略化されたポインティングと追跡、非常に短い時間の掩蔽、およびあらゆる世界の需要を何度も満たすためのスケーラビリティのために最も典型的ですが、

サン・アースL1：ロバート・ケネディ3世、ケン・ロイ、デイビッド・フィールズは、複数テラワットの一次コレクタが一連のLEO太陽同期受信機衛星にエネルギーを戻す「ダイソン・ドット」というL1サンシェードの変形を提案している。地球との距離がはるかに離れていれば、対応してより大きな透過開口が必要になる。
月面：David Criswell博士は、地球軌道上の一連のマイクロ波反射器を介して地上に電力を放射する収集媒体として月面を使用することを提案しています。このアプローチの主な利点は、エネルギーコストと打ち上げの複雑さを伴わずに現場でソーラーコレクターを製造する能力であろう。短所としては、はるかに長い距離、より大きな伝送システム、月の夜に対処するために必要な “オーバービルド”、および反射鏡衛星の十分な製造および指摘の難しさが必要です。
MEO：MEOシステムは、宇宙内ユーティリティおよびビームパワー推進インフラストラクチャーのために提案されている。たとえば、Royce Jonesの論文を参照してください。
高度に楕円形の軌道：Molniya、Tundra、またはQuazi Zenithの軌道は、ニッチ市場の初期の場所として提案されており、アクセスして良好な持続性を提供するために必要なエネルギーは少なくて済む。
Sun-Sync LEO：この近くの極軌道では、衛星は、地球の周りを回転するときに常に太陽を向くような速度で歳差運動します。これは、より少ないエネルギーを必要とする軌道へのアクセスが容易であり、地球への近接は、より小さい（したがって、より大型ではない）送信開口を必要とする。しかし、この手法の欠点は、受信局を絶えずシフトさせること、またはバースト伝送のためにエネルギーを蓄積することを含むことである。この軌道はすでに混雑しており、かなりの宇宙残骸があります。
赤道LEO：日本のSPS2000は赤道LEOの早期デモンストレータを提案し、そこでは複数の赤道国参加国がある程度の電力を受け取ることができました。
地球表面：Narayan Komerath博士は、惑星の片側にある既存のグリッドまたは発電所からの余剰エネルギーを軌道に、別の衛星に、そして受信機に渡すことができる空間電力グリッドを提案しました。

エネルギー回収：太陽光発電衛星の最も一般的な設計には、太陽光発電が含まれます。これらは平面状（通常は受動的に冷却されている）、濃縮されている（おそらく積極的に冷却されている）かもしれない。しかし、興味深い変種が複数あります。

ソーラーサーマル：ソーラーサーマルの支持者は、集中加熱を使用して流体の状態変化を引き起こし、回転機械を介してエネルギーを抽出し、次いでラジエータで冷却することを提案している。この方法の利点には、システム全体の質量（論争）、太陽風被害による非劣化、耐放射線性などがあります。 Keith Hensonによる最近の太陽熱発電衛星設計の1つがここで視覚化されました。
ソーラーポンピングレーザー：日本はソーラーポンピングレーザーを追求しています。太陽光は、地球へのコヒーレントビームを作るために使われるレーザー媒質を直接励起します。
フュージョン・ディケイ：このバージョンのパワーサテライトは「ソーラー」ではありません。むしろ、空間の空白は、伝統的な融合のための「バグではない」と見なされます。ポール・ヴェロボス博士によれば、融合後、中性粒子でさえ、十分に大きな体積で電流への直接変換を可能にする荷電粒子へと減衰する。
Solar Wind Loop：Dyson-Harrop衛星とも呼ばれます。ここで衛星は太陽からの光子ではなく、電磁気結合を介して大きなループで電流を生成する太陽風中の荷電粒子を利用する。
直接ミラー：光を惑星地球に直接向けるという初期のコンセプトは、太陽から来る光線は平行ではなく、ディスクから広がっているため、地球上のスポットのサイズはかなり大きいという問題がありました。 Dr. Lewis Fraasは、既存のソーラーアレイを増強するために一連の放物面鏡を探索しました。

代替衛星アーキテクチャ：典型的な衛星は、構造トラス、1つまたは複数のコレクタ、1つまたは複数のトランスミッタ、および場合によっては1次および2次反射器で構成されるモノリシック構造です。構造全体が重力勾配で安定化されていてもよい。代替設計には以下が含まれます：

より小さな衛星の群：いくつかの設計は、自由に飛ぶ小さな衛星の群を提案する。これはいくつかのレーザーデザインのケースであり、カルテックのフライングカーペットの場合のようです。 RF設計では、エンジニアリングの制約はまばらなアレイの問題です。
フリーフローティングコンポーネント：Solarenは、プライマリリフレクタと透過リフレクタがフリーフライングであるモノリシック構造の代替案を提案しました。
スピン安定化：NASAはスピン安定化薄膜コンセプトを模索した。
Photonic Laser Thruster（PLT）安定化構造：Young Bae博士は、光子圧力が大きな構造の圧縮部材の代わりになる可能性があると提案した。

伝送：エネルギー伝送の最も典型的な設計は、地上のレクテナに10GHz以下のRFアンテナを介して行われます。クライストロン、ジャイロトロン、マグネトロン、ソリッドステートの利点の間には論争が存在する。代わりの伝送手法には、

レーザー：レーザーは、最初のパワーにはるかに低いコストと質量の利点を提供しますが、効率の利点に関しては論争があります。レーザーは、より小さい送受信アパーチャを可能にする。しかし、高度に集中したビームは、目の安全性、火災の安全性、兵器の問題を抱えています。支持者は、これらの懸念に対するすべての回答があると考えています。レーザーベースのアプローチはまた、降水に対処する別の方法を見つけなければならない。
大気導波管：短パルスレーザを使用して、集中マイクロ波が流れることができる大気導波管を形成することが可能であると提唱されている者もいる。
スカラー：スカラー波を介して電力を伝送することも可能かもしれないとの見方もある。
核の合成：内部の太陽系に基づく粒子加速器（軌道上であろうと水星のような惑星上であろうと）は、太陽エネルギーを利用して天然物質から核燃料を合成することができる。これは現在の技術（燃料に含まれるエネルギーの量と比較して燃料を製造するのに必要なエネルギーの量に関して）を使用することは非常に非効率的であり、明らかな原子力安全問題を提起するだろうが、そのようなアプローチが特に長年にわたり、特に内側の太陽系から外側の太陽系にエネルギーを送る最も信頼性の高い方法を可能にしています。

材料と製造：典型的な設計は、地球上に存在する開発された産業用製造システムを利用し、衛星と推進剤の両方に地球ベースの材料を使用する。バリアントは次のとおりです。

月の材料：他の場所からの “ビタミン”の非常に少ない入力で月のレゴリスの材料の99％以上を占める太陽光サテライトの設計が存在します。月からの打ち上げは、理論上、地球よりもはるかに複雑ではないので、月の材料を使用することは魅力的です。大気は存在しないため、コンポーネントはエアロシェルにしっかりと詰め込まれ、振動、圧力、温度負荷に耐えられる必要はありません。打ち上げは、磁気マスドライバーと打ち上げのために推進剤を完全に使用する必要があります。月から打ち上げるGEOは、地球のより深い重力よりもはるかに少ないエネルギーを必要とします。地球全体に必要なエネルギーをすべて供給するために太陽光発電衛星をすべて建設するには、月の質量の100万分の1以下が必要です。
月の自己複製：NASAは1980年に月に自己複製する工場を模索した。最近では、ジャスティン・ルイス・ウェバーは、ジョン・マンキンスのSPS-Alpha設計に基づいてコア要素の特定製造を提案した。
アステロイド材料：いくつかの小惑星は、月よりも物質を回収するためにデルタ-Vをさらに低くすると考えられており、金属などの特定の特定の材料は、より集中しているか、またはアクセスしやすい場合があります。
In-Space / In-Situ製造：SpiderFabのようなコンセプトでは、インスペース添加剤製造の出現により、ローカル押出のための原料の大量投入が可能になるかもしれません。

反論

安全性
電力のマイクロ波伝送の使用は、SPS設計を検討する上で最も議論の余地のある問題であった。地球の表面では、示唆されたマイクロ波ビームは、中心で23mW / cm 2（太陽光線照射定数の1/4未満）の最大強度を有し、レンテンナフェンセリンの外側では1mW / cm 2未満の強度を有する受信機の周囲）。これらは、現在の米国労働安全衛生法（OSHA）の職場暴露限界（10mW / cm2）と比較されます。これは自発的に表現され、連邦OSHAの施行の目的では強制できません。したがって、この強度のビームは、長期間または不定期の曝露に対してさえ、現在の安全な職場レベルと同様の大きさの中心にある。レシーバーの外側では、OSHAの長期レベルよりもはるかに小さい。ビームエネルギーの95％以上がレクテナに当たる。残りのマイクロ波エネルギーは、世界中のマイクロ波放射に現在課されている基準内で吸収され、よく分散される。可能な限り多くのマイクロ波放射がレクテナに集中することがシステム効率にとって重要です。レクテナの外側では、マイクロ波の強度は急速に減少するので、近くの町や他の人間活動には全く影響を与えません。

ビームへの露光は、他の方法で最小限に抑えることができます。地上では、物理的アクセスは（フェンシングなどを介して）制御可能であり、ビームを飛行する典型的な航空機は、乗客にマイクロ波を傍受する保護金属シェル（すなわち、ファラデーケージ）を提供する。他の航空機（バルーン、超軽量など）は、現在軍用およびその他の空域で行われているように、航空管制スペースを観察して暴露を避けることができます。ビームの中央の地上レベルでのマイクロ波ビーム強度は、システムに設計され、物理的に組み込まれる。簡単に言えば、送信機は遠すぎて小さすぎるため、原理的には危険なレベルまで強度を上げることができません。

さらに、マイクロ波ビームが野生生物、特に鳥類を傷つけるほど強くなければならないという設計上の制約がある。合理的なレベルで意図的なマイクロ波照射を用いた実験は、複数の世代にわたる悪影響を示さなかった。レクテナをオフショアに配置する提案がなされているが、これは腐食、機械的ストレス、および生物学的汚染を含む重大な問題を提示する。

フェールセーフビームターゲティングを保証するために一般的に提案されている方法は、逆指向性フェーズドアレイアンテナ/レクテナを使用することです。地面上のレクテナの中心から放射される「パイロット」マイクロ波ビームは、送信アンテナで位相フロントを確立する。そこでは、各アンテナサブアレイ内の回路は、パイロットビームの位相フロントと内部クロック位相を比較して、出力信号の位相を制御する。これにより、透過ビームをレクテナ上に正確にセンタリングさせ、高い位相均一性を有するようにする。パイロットビームが何らかの理由で失われた場合（例えば、送信アンテナがレクテナから離れる場合）、位相制御値は失われ、マイクロ波パワービームは自動的にデフォーカスされる。このようなシステムは、物理的には、パイロットビーム送信機を持たない任意の場所にそのパワービームを集中させることができない。電離層を介したマイクロ波の形態でのビーム出力の長期的影響はまだ研究されていないが、重大な影響をもたらす可能性のあることは示唆されていない。