Prąd spadnie z kosmosu laserem. Pierwszy satelita już jest na orbicie

Panele słoneczne zbiorą energię na orbicie, a satelita spróbuje wysłać ją na Ziemię za pomocą lasera. Reason-1 wystartował dokładnie 1 października na pokładzie Falcona 9 i znajduje się już na orbicie. Teraz zaczyna się trudniejsza część. Satelita Cowboy Space ma uruchomić kilowatowej klasy laser i skierować jego wiązkę do odbiornika na powierzchni Ziemi. Jeśli test się powiedzie, będzie to ważny test technologii rozwijanej od lat z myślą o kosmicznych elektrowniach.

Reason-1 poleciał w kosmos w ramach misji Transporter-18. SpaceX wyniósł podczas jednego startu 130 ładunków – od niewielkich CubeSatów po większe satelity i pojazdy transferowe. Wśród nich znalazł się pierwszy satelita Cowboy Space Corporation, firmy, którą część czytelników może znać pod wcześniejszą nazwą Aetherflux.

O Aetherflux pisaliśmy na Spider’s Web pod koniec 2025 r. Firma zapowiadała wtedy Galactic Brain: konstelację satelitów, które miały wykorzystywać energię słoneczną na orbicie zarówno do obliczeń AI, jak i do przesyłania energii w kierunku Ziemi. Pierwszy demonstrator technologii miał wystartować właśnie w 2026 r.

I tym demonstratorem jest właśnie Reason-1. Po drodze Aetherflux zmienił nazwę na Cowboy Space i znacznie rozszerzył plany dotyczące orbitalnych centrów danych, ale pierwotny pomysł przesyłania energii z kosmosu nie został porzucony. Zadaniem satelity jest udowodnienie, że cały łańcuch działa: zebrać energię słoneczną w kosmosie, zasilić nią mocny laser, precyzyjnie skierować wiązkę na Ziemię i dostarczyć ją do przygotowanego odbiornika.

Cowboy Space określa urządzenie znajdujące się na pokładzie Reason-1 jako komercyjny laser klasy kilowatowej. To istotna różnica względem wielu wcześniejszych eksperymentów optycznych w kosmosie, które koncentrowały się przede wszystkim na transmisji informacji.

Lasery już dziś potrafią przesyłać z orbity ogromne ilości danych. Brytyjski eksperyment przeprowadzony w tym roku pokazał, że podczas zaledwie 90-sekundowego przelotu satelity można pobrać w ten sposób wiele gigabitów danych. W przypadku Reason-1 informacja nie jest jednak najważniejsza, bo wiązka ma przede wszystkim przenosić użyteczną energię.

Nie oznacza to oczywiście, że na Ziemię popłynie przewodem prąd elektryczny. Satelita zamieni energię zebraną przez panele fotowoltaiczne na światło lasera. Odbiornik na powierzchni musi później przechwycić tę wiązkę i ponownie przekształcić jej energię w elektryczność.

Właśnie na tych przemianach pojawiają się straty. Dochodzi do nich w panelach słonecznych, laserze, podczas przejścia wiązki przez atmosferę i w urządzeniu odbiorczym. Demonstracja ma więc znaczenie nie dlatego, że dostarczy dużą ilość prądu, ale dlatego, że pozwoli sprawdzić cały system w rzeczywistych warunkach.

Reason-1 będzie poruszać się po niskiej orbicie z prędkością liczoną w kilometrach na sekundę. W tym czasie musi utrzymać wąską wiązkę lasera na niewielkim odbiorniku znajdującym się setki kilometrów niżej.

To wymaga przede wszystkim bardzo precyzyjnego określania pozycji satelity, śledzenia odbiornika i ciągłego korygowania kierunku wiązki. Do tego dochodzi atmosfera. Chmury, para wodna i inne zjawiska atmosferyczne mogą osłabiać albo całkowicie uniemożliwiać transmisję optyczną.

Dlatego nieprzypadkowo przez lata dużą część prac nad przesyłem energii z kosmosu prowadzono z wykorzystaniem mikrofal. W 2023 r. eksperyment MAPLE po raz pierwszy przesłał energię zebraną na orbicie na Ziemię właśnie za pomocą wiązki mikrofalowej. Eksperyment Caltech pokazał, że cały pomysł jest fizycznie wykonalny, choć sam demonstrator miał później problemy techniczne i spadek wydajności.

Laser daje jednak zupełnie inne możliwości. Wiązkę można znacznie mocniej skupić, więc naziemny odbiornik nie musi mieć rozmiarów gigantycznej rekteny potrzebnej przy dużych instalacjach mikrofalowych. Cena za tę precyzję jest jednak wysoka: trzeba bardzo dokładnie trafić w odbiornik, a pogoda ma dużo większe znaczenie.

Pamiętajmy, że Reason-1 jest teraz przede wszystkim demonstratorem. Kilowatowa klasa lasera wystarczy do sprawdzenia technologii, ale nie do sensownego zasilania sieci elektroenergetycznej. Duża kosmiczna elektrownia potrzebowałaby paneli słonecznych o ogromnej powierzchni, znacznie mocniejszego systemu transmisji oraz naziemnej infrastruktury odbiorczej. Wszystko to trzeba najpierw zbudować, wynieść na orbitę, utrzymać i robić wystarczająco tanio, żeby energia miała ekonomiczny sens.

Sam pomysł ma za to bardzo kuszącą zaletę. Panel na orbicie nie ma nad sobą chmur ani atmosfery pochłaniającej część promieniowania słonecznego. Przy odpowiednio dobranej orbicie może też korzystać ze światła znacznie dłużej niż instalacja stojąca na Ziemi.

Dlatego pomysł kosmicznych elektrowni wraca od lat w projektach NASA, ESA, firm prywatnych i kolejnych państw. Do tej pory największym problemem nie był brak światła słonecznego, lecz koszt i trudność zbudowania całej infrastruktury potrzebnej do wykorzystania go na dużą skalę.

Plany firmy zdążyły się tymczasem mocno rozrosnąć. Cowboy Space chce budować na orbicie całe centra danych przeznaczone do obliczeń AI. Firma zapowiada konstelację Stampede i własną rakietę, której górny stopień miałby po wykonaniu startu zostać orbitalnym centrum danych o mocy 1 MW.

W takim układzie energia słoneczna wcale nie musi zawsze wracać na Ziemię. Można zużyć ją na miejscu do zasilania procesorów, a laser wykorzystać do komunikacji pomiędzy satelitami i przesyłania danych na powierzchnię. Firma złożyła już wniosek dotyczący systemu liczącego docelowo nawet 20 tys. satelitów, choć od takiego planu do rzeczywistej konstelacji droga jest oczywiście bardzo daleka.

Przeczytaj także:

Cowboy Space nie jest jednak jedyną firmą idącą w tę stronę. Tym samym Falconem poleciał Protostar firmy Star Catcher, który ma testować przesyłanie energii laserem między dwoma statkami kosmicznymi. Na pokładzie misji znalazł się także demonstrator Google'a związany z Project Suncatcher i obliczeniami AI na orbicie. Reason-1 ma przede wszystkim skierować energię z orbity w stronę Ziemi.

Na razie możemy więc powiedzieć tylko, że sprzęt potrzebny do eksperymentu jest już nad naszymi głowami. Dopiero udane uruchomienie lasera i odebranie energii na powierzchni pokaże, czy pierwszy satelita Cowboy Space zrobi to, po co został zbudowany.

*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI