Οι δορυφόροι ηλιακής ενέργειας είναι μια υποθετική μελλοντική τεχνολογία που θα μπορούσε να παρέχει άφθονη δωρεάν ενέργεια στους ανθρώπους της Γης. Η ιδέα περιλαμβάνει την τοποθέτηση μεγάλων (50-100 km2) ηλιακών πλαισίων σε υψηλή τροχιά της γης για να συγκεντρωθεί το ηλιακό φως εκεί και να το εκπέμψει σε μια ορθή γωνία στη Γη, από την οποία μπορεί να διανεμηθεί και να χρησιμοποιηθεί. Δεδομένου ότι η σκιά της Γης σπάνια θα κρύβει τον ήλιο από τέτοιους δορυφόρους και βρίσκονται εκτός της ατμόσφαιρας που μπλοκάρει τα φωτόνια, ένα δεδομένο τετραγωνικό χιλιόμετρο ηλιακού πάνελ στο διάστημα θα συγκέντρωνε περίπου 5 φορές περισσότερη ισχύ από ένα πάνελ που εκμεταλλεύεται την ίδια περιοχή στο Γη.
Σύμφωνα με τους υπολογισμούς που έγιναν μέχρι στιγμής, εκτιμάται ότι οι ηλιακοί δορυφόροι θα παρέχουν περίπου ένα γιγαβάτ ισχύος ανά 10 τετραγωνικά χιλιόμετρα (3.86 τετραγωνικά μίλια) πάνελ. Η διαθεσιμότητα της πυρηνικής ενέργειας καθιστά αμφίβολο ότι οι ηλιακοί δορυφόροι θα είναι ποτέ πραγματικά απαραίτητοι, αλλά η ιδέα εξακολουθεί να είναι ενδιαφέρουσα για εξέταση. Η σκέψη για τέτοιες έννοιες μας βοηθά να γίνουμε δημιουργικοί όσον αφορά την ενέργεια.
Οι ηλιακοί δορυφόροι θα χρειάζονταν ενεργοποιητές για να τους κρατούν στραμμένους προς τον ήλιο ανά πάσα στιγμή. Η αυτόνομη ρομποτική για την παροχή συντήρησης θα μπορούσε να είναι χρήσιμη. Ένα σημαντικό εμπόδιο για την ανάπτυξη ηλιακών δορυφόρων είναι το σημερινό κόστος εκτόξευσης: είναι πολύ υψηλό. Στα 3,000 δολάρια ΗΠΑ (USD) ανά λίβρα (0.45 κιλά), ένας ηλιακός δορυφόρος που ζυγίζει εκατοντάδες ή χιλιάδες τόνους δεν είναι ένας εκκινητής. Υπάρχουν δύο εύλογοι τρόποι αντιμετώπισης: μειωμένο κόστος εκτόξευσης, το οποίο θα μπορούσε να μειώσει την τιμή της εκτόξευσης έτσι ώστε η τοποθέτηση του δορυφόρου εκεί να είναι οικονομικά λογική, ή κατασκευή με βάση το διάστημα με τοπικά υλικά, όπως σεληνιακός ρεγόλιθος ή αστεροειδείς κοντά στη γη (NEOs) . Η μετατροπή των NEO σε ηλιακούς δορυφόρους και διαστημικές αποικίες θα ήταν ένας καλός τρόπος για να διασφαλιστεί ότι δεν θα συντριβούν ανεξέλεγκτα στη Γη μια μέρα.
Ένας λόγος για τον οποίο οι άνθρωποι μπορεί να δοκιμάζουν ακόμη περισσότερο τους ηλιακούς δορυφόρους ως πηγή ενέργειας παρά για τους πυρηνικούς σταθμούς είναι ότι ένας κατάλληλα κατασκευασμένος ηλιακός δορυφόρος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως όπλο. Το μέσο μεταφοράς ισχύος από το διάστημα στη Γη γίνεται μέσω δέσμης μικροκυμάτων. Αν γίνει αρκετά διάχυτη, μια τέτοια δέσμη θα ήταν εντελώς ακίνδυνη. Θα μπορούσατε να σταθείτε σωστά σε αυτό χωρίς κανένα κακό αποτέλεσμα. Αλλά αν ανήκει ή τεθεί υπό τον έλεγχο ενός αδίστακτου καθεστώτος, ένας ηλιακός δορυφόρος θα μπορούσε να μετατραπεί σε κυματιστό πυροβόλο καταστροφής.
Εάν κατασκευαστούν πιο κοντά στον Ήλιο, οι ηλιακοί δορυφόροι θα μπορούσαν να αντλήσουν ακόμη περισσότερη ενέργεια. Η ένταση του φωτός αυξάνεται εκθετικά καθώς πλησιάζετε στο κέντρο του Ηλιακού Συστήματος. Μια μέρα ηλιακοί δορυφόροι θα μπορούσαν να κατασκευαστούν σε τεράστιους αριθμούς γύρω από τον Ήλιο, σχηματίζοντας τις απαρχές μιας σφαίρας Dyson.