Vad krävs för att rädda den här blåa marmorn vi kallar jorden?

Peter Schubert har idéer – globala och Indiana-fokuserade – som kan göra vårt älskade hem mer hållbart, men det kommer att ta betydande vetenskapliga och tekniska steg för att nå dit. Några av dessa idéer är nästan klara. Andra kommer att ta en generation eller två, men som chef för Richard G. Lugar Center for Renewable Energy, Schubert har plikten att se på den här stora bilden ur alla perspektiv – från Central Indiana-gården till yttre rymden.

Nyligen efter att ha hållit huvudtal vid Gateway to Space 2018-konferensen i St. Louis, Schubert upptäcker att hans månforskning har ökat i omloppsbana.

"Ett av mina föredrag kallades 'Pathway to Power'—att använda månbyar för att rädda jorden, sade Schubert, även professor i el- och datateknik och VD för Green Fortress Engineering. "Månen består av 21 procent kisel. Vi kan använda kisel för att göra solpaneler. Vi kan använda kisel för att göra datachips. Med teknik som jag har patenterat genom universitetet, vi skulle kunna använda den för att lagra väte."

Schuberts forskning är på NASA:s radar, för. I november 2017, hans arbete var bland 25 nationella finalister för rymdprogrammets initiativ för iTech and Space Technology Mission Directorate, som strävar efter att hitta innovativa idéer som tar itu med viktiga problem på jorden samtidigt som de övervinner kritiska tekniska hinder i framtida rymdutforskning. Schuberts projekt, "Ortogonala slingor i en cirkulär cislunar ekonomi, " utforskade styrning på månen.

I dag, Schubert är fokuserad på energi från både himlen och under våra fötter.

Fråga:Hur fungerar din kisel/väte-teknik?

Peter Schubert:Vi tar en silikonwafer, och vi gör den porös så att den kan lagra väte. Om du jämför det med ett batteri, ett batteri lagrar litium. På grundämnenas periodiska system, litium är lätt, men jämfört med väte, det är tungt. Vi kan lagra minst sju gånger så mycket energi som ett batteri kan göra med litium.

F:Vad är målet?

PS:Den övergripande strategin är att vi vill använda förnybar energi för att rädda planeten eftersom icke-förnybara källor, utvinningsresurser, är förorenande och geografiskt begränsade. Det finns krig om dem. De orsakar alla möjliga skador på människor. Om vi ​​kan använda förnybara källor och göra det tillgängligt för alla, vi kan alla leva på denna vackra planet för all framtid.

F:Hur är det med solenergi här i USA?

PS:Om du tror att städer, om du tänker på industriparker, de behöver gigawatt kraft. Du kan inte använda solpaneler för gigawatt. Det andra problemet med solen är att den på obekvämt sätt går bakom jorden hälften av tiden, och den största energianvändningen i de flesta samhällen är på kvällstimmarna när folk är hemma och gör alla sina saker. Den andra metoden är att samla solljus där solen aldrig går ner, som är i omloppsbana. Men utmaningen där är hur man levererar den kraften tillbaka till jordens yta? Du kan inte ha en förlängningssladd, så du måste stråla det trådlöst.

Ett av projekten vi arbetar med här på Lugar Center tillsammans med Crane marinbas är en metod att stråla ut energi trådlöst. Kommer från rymden, det är ett stort projekt. Det är långt borta, och det kommer att ta mycket pengar och tid. Men vi skickar kraft till drönare så att vi kan ladda dem under flygning så att de aldrig behöver landa. Så, precisionsjordbruk, övervakning, övervakning av elstolpe, alla dessa applikationer där de vill att drönarna ska vara uppe länge – vi kan se till att de gör det.

F:Var kommer dessa föreslagna orbitala solfarmar att vara? Hur kommer de att byggas?

PS:Om vi ​​kan bygga dem redan ute i rymden, vi behöver inte gå igenom det otroliga besväret att lyfta bort dem från denna otroligt täta planet. Det är riktigt dyrt och tar mycket energi. Så, om du ger tillbaka energin, du måste ställa frågan, "Hur mycket energi tar det att ta sig upp dit jämfört med hur mycket det ger tillbaka?"

Om vi ​​kan göra solpaneler av material som är rikligt på månen, som helt förändrar ekonomin, och det är det vi jobbar för. Det kallas rymdsolenergi. Vi vill göra det med månkällan, så att vi kan rädda jorden.

F:Vad är det senaste inom energihållbarhet här i Indiana?

PS:Tänk på en gård. På 50-talet, vi elektrifierade landsbygden, men tänk om gårdar kunde producera sin egen el och värme? Kanske skulle vi kunna använda den överblivna majsspisen - löven, skalen, stjälkarna – och omvandla det till energi för att hjälpa till att driva en gård. Vi har teknologin som är patenterad av universitetet som kan göra omvandling av biomassa till en ren syntesgas. Syngasen kan användas för att tillverka el, och den kan användas för att göra värme. Vi kan även tillverka transportbränslen. Det är mycket väte, så om du har en bränslecellstraktor, vi kan låta bonden tanka sin traktor från sitt gårdsavfall.

F:Vad kan vi göra medan vi väntar på månsolfarmar och syntesgas?

PS:Tre ord:Tänk själv. Det viktigaste människor kan göra som individ är att äta lägre i näringskedjan. Det hjälper din hälsa, som hjälper världen och som hjälper djur. Jag har varit vegan i 29 år. Sjuttio procent av våra grödor matas till djur, som sedan matas till människor. Men samma protein du får från en vegetarisk kost är upp till 40 gånger mindre miljöintensivt. Det betyder att du inte behöver ha så mycket bekämpningsmedel. Du behöver inte ha så många ogräsmedel. Du behöver inte svampdödande medel. Du behöver inte allt gödselmedel. Varje tugga mat tar en enorm mängd bränsle och energi för att komma fram till dig.

Vi måste äta mer lokalt och lägre i näringskedjan. Det är vad en individ kan göra som har en enorm inflytande för framtiden.