Energie z vesmíru: sci-fi nebo realita našich zásuvek v horizontu 20 let?

Evropská kosmická agentura koncem listopadu projednávala studii, jejímž hlavním úkolem je zjistit, zda je možné a potenciálně efektivní vypustit do vesmíru obrovské solární farmy. Cílem výzkumu je sestrojení satelitů, které by na oběžné dráze vyrobily stejné množství elektřiny jako elektrárna.

Idea je stará víc než 50 let

Zatímco ostatní se myšlenkou pouze zabývali, tzv. iniciativa Solaris byla první, kdo položil základy celého projektu. Hlavní myšlenkou, která za obřími farmami stojí, je, že ve vesmíru není noc, nejsou tam mraky, atmosféra… – nic, co by mohlo efektivitu solární farmy snižovat –, což by mělo vést k daleko vyšší efektivitě, než jaké jsme kdy schopni dosáhnout na Zemi. Stinnou stránkou je, že tato idea existuje již déle než 50 let, prozatím však její realizace byla příliš obtížná a nákladná.

Kde to vázne?

V současné době se ovšem mění nejen samotná dostupnost vesmíru – přibyla i celá řada technologií vyvinutá v soukromém sektoru. Důležitý je pak i pokrok v robotice a bezdrátovém přenosu elektřiny.

Klíčovým zaměřením programu Solaris je zjistit, zda je možné převést solární energii shromážděnou ve vesmíru do elektrických sítí na Zemi. To samozřejmě nelze provést extrémně dlouhým kabelem, takže musí být odeslána bezdrátově pomocí mikrovlnných paprsků. Tým Solaris již ukázal, že je v zásadě možné přenášet elektřinu bezdrátově bezpečně a efektivně – inženýři bezdrátově poslali 2 kW energie odebrané ze solárních článků do kolektorů vzdálených více než 30 metrů, samozřejmě v rámci Země, posílat GW výkonu na tisíce kilometrů z vesmíru je ale něco úplně jiného. Jak by to vůbec fungovalo?

Flotily křižující okolí naší planety

Laicky řečeno – obrovské satelity by se vyhřívaly ve slunečním světle, nerušené v blízkosti naší planety, a přeměňovaly by ho na energii, která by byla následně přenášena na Zem, kde by dále napájela elektrickou síť. Zde je třeba říct, že vesmírný průmysl šel vždy ruku v ruce s využitím solární energie – v roce 1957 Rusko vypustilo bateriově poháněný Sputnik 1, o rok později Amerika odpověděla Vanguardem 1, což byl čtvrtý satelit na oběžné dráze a první, který vyráběl energii pomocí sluneční energie. Od té doby se solární panely staly primárním způsobem napájení kosmických lodí, což pomohlo urychlit výzkum.

Pro zajímavost – solární články Vanguardu 1 přeměnily pouze 9 % zachyceného slunečního světla na elektřinu. Dnes se účinnost více než zdvojnásobila a stále roste, zatímco náklady na výrobu klesají.

Problémem by tak neměly být samotné flotily satelitů nesoucích solární panely, skutečnou otázkou je, jak bezdrátově přenést energii z a do vesmíru. Až tedy na to, že něco takového umíme už desítky let. Každá telekomunikační družice od 60. let 20. století využívá k výrobě elektřiny solární panel, který je následně přeměněn na mikrovlnný signál a posílán na Zemi. Na zemi antény přeměňují mikrovlny zpět na elektrickou energii a čtou signály. Fyzika zapojená do celého tohoto řetězce je úplně stejná pro vesmírnou solární energii, jen její rozsah je úplně jiný.

Elektrárna ve vesmíru už za 10 let?

Vesmírná solární energie je tedy technicky proveditelná, díky pokroku zřejmě i cenově dostupná a v budoucnu by mohla přinést značné ekonomické výhody a posunout kupředu udržitelnost našeho života. Nyní tak zbývá prozkoumat, zda by výroba, vypuštění a provoz družic v potřebném měřítku byl komerčně “životaschopný”.

Ostatně USA, Čína a Japonsko rovněž pokročily v závodě o vývoj vesmírné solární energie a očekává se, že brzy oznámí své vlastní plány. Výsledky by teoreticky mělo být možné uvést do praxe do roku 2040, s významnějšími investicemi do výzkumu by se však tato doba mohla výrazně zkrátit.  Ať už se ovšem flotily satelitů dostanou na oběžnou dráhu do roku 2040 nebo ne, je jisté, že myšlenku nejde jen tak odsunout a zahodit. Naopak – solární energie bude bez pochyb dominovat energetické krajině budoucnosti.