Elektřina z vesmíru – hudba budoucnosti, ale ne příliš vzdálené

Evropská kosmická agentura zadala dvě studie, které ukázaly, že technologie fotovoltaické výroby elektřiny na oběžné dráze a její bezdrátový přenos na Zemi je nejen technicky realizovatelná, ale i konkurenceschopná.

Cena elektřiny z vesmíru bude podle ESA srovnatelná s jadernou a na rozdíl od pozemských obnovitelných zdrojů bude dostupná nepřetržitě a na jakémkoliv místě planety.

Ještě letos chce ESA požádat své členské státy, mezi které patří i Česko, o financování další studie, která má blíže specifikovat technická řešení průmyslového nasazení této technologie. Pokud budou výsledky příznivé, plánuje ESA zahájení vývoje nejpozději do roku 2025 a do roku 2030 by chtěla na oběžnou dráhu umístit první megawattové demonstrační zařízení. 

SOUVISEJÍCÍ: Vodík na Měsíci, soláry ve vesmíru, malý jaderný reaktor pro města – odvážné nápady nás posouvají vpřed

Americká NASA poprvé zkoumala koncept vesmírné solární energie už během palivové krize v polovině 70. let, ale mise by tehdy stála asi 1 bilion USD a nápad byl odložen. První bezdrátový přenos energie z vesmíru na Zemi tak provedli vědci z Kalifornského technologického institutu (Caltech) až letos v červnu.

Experimentální zařízení je na oběžné dráze připojené k vesmírnému remorkéru Vigoride z programu start-up společnosti Momentus Space, která zahájila své lety v květnu letošního roku. Přijímače na střeše laboratoře v kampusu Caltechu v Pasadeně přeměnily přenesenou energii na stejnosměrný proud, který rozsvítil dvě LED diody. 

Mezi průkopníky solárních projektů ve vesmíru patří také Velká Británie. Tamní ministerstvo pro energetickou bezpečnost uvolnilo v rámci vládního programu Net Zero Innovation, který má celkový rozpočet jednu miliardu GBP, prvních osm grantů v hodnotě 4,3 milionu liber na vývoj vesmírných solárních projektů.

Získaly je např. University of Cambridge a společnost Microlink Devices UK na vývoj lehkých solárních panelů, které vydrží v prostředí s vysokou radiací, nebo Queen Mary University a Satellite Applications Catapult na vývoj bezdrátového systému přenosu energie. Jedna z nejmladších britských vysokých škol, Northumbria University, získala na vesmírný program investici také od společnosti Lockheed Martin. 

Do vývoje vesmírné energetiky kromě EU, USA a Velké Británie investují také Japonsko, Čína a Jižní Korea. Japonsko chce solární vesmírné technologie začít používat od roku 2025. Výzkumníci z čínské univerzity Xidian už loni dokončili testování pozemního přijímacího pole. 

O budoucnosti transportu elektřiny z oběžné dráhy na Zemi budou rozhodovat především dva faktory: cena za dopravu obřích solárních struktur do vesmíru a efektivní a bezpečný přenos energie na Zemi. 

Doprava vozítka NASA Perseverance na Mars stála před třemi roky US$2 mil./kg. Dnes vynáší raketa Falcon 9 soukromé vesmírné společnosti SpaceX komerční náklady na oběžnou dráhu za přibližně US$2600/kg. Vlastní komunikační satelity Starlink však SpaceX dopravuje už za méně než US$1000/kg. Analytici odhadují, že pokud se zkombinují nízkonákladové starty nosných raket a hypermodularita levných solárních panelů, ekonomika vesmírných energetických projektů začne rázem dávat smysl. 

Dosud nevyřešeným problémem zůstává, jak dostat vesmírnou energii na zem efektivně. Pozemní testy v Německu potvrdily přenos řádově jednotek kilowatt na stovky metrů, ale ztráty dosahovaly až poloviny přenášeného výkonu. Rentabilitu přitom podle dosavadních výpočtů zajistí teprve 75% účinnost a ideální by byla 90 %. 

Otázkou je také bezpečnost. Dosavadní koncepty pracují s paprskem širokým kilometry, takže výzkumníci doufají, že kosmická loď, letadlo, člověk nebo pták by dostali pouze malou, neškodnou část gigawattového přenosu. Jaká bude praxe, ukážou až další experimenty.

zdroj: tisková zpráva