Unia Europejska chce mieć prąd z kosmosu. Będziemy odbierać go przez radio
Wyobraź sobie, że na orbicie Ziemi krążą gigantyczne satelity pokryte panelami słonecznymi, które nieustannie zbierają energię z promieni Słońca i wysyłają ją na naszą planetę. Brzmi jak fantastyka? A jednak to właśnie nad takim pomysłem pracuje Europejska Agencja Kosmiczna (ESA).
ESA prowadzi program SOLARIS (Space-based Solar power for Advanced Research and Innovation Studies), który ma na celu opracowanie koncepcji elektrowni słonecznych w przestrzeni kosmicznej. ESA podpisała właśnie dwa kontrakty na badania koncepcyjne dotyczące komercyjnych kosmicznych elektrowni słonecznych. Badania mają potrwać do końca 2023 r. i są prowadzone przez firmy Arthur D. Little i Thales Alenia Space Italy.
Elektrownia słoneczna w przestrzeni kosmicznej miałaby wiele zalet w porównaniu z tradycyjnymi farmami słonecznymi na Ziemi. Po pierwsze, poza atmosferą ziemską energia słoneczna jest ponad 10 razy silniejsza i nie jest osłabiana przez chmury, kurz czy zanieczyszczenia. Po drugie, satelita mógłby śledzić Słońce przez całą dobę i nie byłby ograniczony przez cykl dnia i nocy. Po trzecie, taka elektrownia byłaby przyjazna dla środowiska i nie emitowałaby żadnych gazów cieplarnianych.
Prąd z kosmosu
Jak to ma działać? Satelita z panelami słonecznymi zamieniałby energię słoneczną na energię elektryczną, a następnie na energię mikrofalową lub laserową. Ta energia byłaby następnie kierowana do specjalnych anten na Ziemi, zwanych rektenami, które zamieniałby ją z powrotem na prąd elektryczny i dostarczały do sieci energetycznej. Odbieranie takiej energii przypominałoby odbieranie fal radiowych przed radio. Taki system mógłby być wykorzystany nie tylko do zasilania Ziemi, ale także innych planet lub baz kosmicznych.
Czy to możliwe? Pomysł elektrowni słonecznych w kosmosie nie jest nowy. Już w 1941 roku pisarz science fiction Isaac Asimov opisał taki scenariusz w swoim opowiadaniu. W latach 60. i 70. XX wieku NASA badała tę koncepcję, ale uznała ją za zbyt drogą i trudną do zrealizowania. Jednak teraz sytuacja się zmienia.
Dzięki postępowi technologicznemu i obniżeniu kosztów dostępu do kosmosu taka elektrownia staje się coraz bardziej realna i opłacalna. ESA nie jest jedyną agencją kosmiczną zainteresowaną tym tematem. Podobne badania prowadzą także NASA, JAXA (Japońska Agencja Kosmiczna) i CAST (Chińskie Stowarzyszenie Nauki i Technologii).
Co stoi na przeszkodzie? Elektrownia słoneczna w kosmosie to nie lada wyzwanie techniczne i logistyczne. Trzeba bowiem zaprojektować, wyprodukować, wynieść i zmontować w kosmosie ogromne struktury o powierzchni kilku kilometrów kwadratowych. Trzeba też zapewnić bezpieczeństwo i stabilność takiej elektrowni przed zagrożeniami takimi jak promieniowanie kosmiczne, mikrometeoryty czy śmieci kosmiczne. Są też do rozwiązania kwestie prawne i regulacyjne dotyczące własności i odpowiedzialności za takie elektrownie oraz ich wpływu na środowisko naturalne i sztuczne.
Wielki wyścig po kosmiczny prąd
W ciągu najbliższych dwóch i pół roku program SOLARIS ma odpowiedzieć na pytania o opłacalność technologii. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, Unia Europejska zyska nowe źródło energii. Wyniki projektu SOLARIS powinny pozwolić Europie na podjęcie decyzji o budowie kosmicznych elektrowni do końca 2025 r.
SOLARIS, jak wspomniałem wcześniej, to nie jedyny program zainteresowany energią z kosmosu. W styczniu został wyniesiony na orbitę amerykański satelita Space Solar Power Demonstrator firmy Caltech. Ma on przetestować kluczowe technologie, w tym mikrofalowej transmisji energii słonecznej. Japonia planuje przeprowadzić misję demonstracyjną w 2025 r., podczas gdy Chiny mają swój własny demonstrator planowany na 2028 r. Rząd Wielkiej Brytanii prowadzi rozmowy z Arabią Saudyjską, aby dostarczać do inteligentnego miasta Neom, bezemisyjną energię elektryczną z kosmosu.
Istnieje wiele fundamentalnych powodów, dla których kosmiczna energia słoneczna wydaje się bardziej wykonalna i pożądana niż kiedykolwiek wcześniej. Wraz z pojawieniem się rakiet wielokrotnego użytku obniżył się koszt wyniesienia ładunku na orbitę, a dzięki masowej produkcji obniżyły się koszty produkcji sprzętu satelitarnego. Najlepiej widać to po sukcesie Starlink i OneWeb
- zauważa Sanjay Vijendran, szef ESA ds. SOLARIS.
