Před více než osmdesáti lety – v dubnu roku 1941 – publikoval Isaac Asimov v časopise Astounding Science Fiction vědeckofantastickou povídku Rozum (Reason). Dvojice techniků v ní pracuje na kosmické stanici, která vysílá paprskem energii na Zemi. Tato představa nemusí být jen planou fantazií – se současnými technologiemi možná bude něco takového možné skutečně realizovat. Podrobnosti přináší magazín Digital Trends.
Leopold Summerer pracuje pro Evropskou vesmírnou agenturu (ESA), přičemž jeho výzkum se soustředí na inovace ve využívání vesmírných technologií pro různé aplikace, včetně získávání a využití vesmírných zdrojů, jako je sluneční energie, a dalších udržitelných technologií ve vesmíru. Je jedním z těch, kteří věří v možnost uskutečnění tohoto konceptu.
Solární energie z vesmíru
Solární energie má ve srovnání s fosilními palivy nebo jinými zdroji energie své výhody, ale i nevýhody. K výhodám patří zejména prakticky neomezená dostupnost, obnovitelnost, minimální dopady na životní prostředí a nízké nároky na údržbu. Díky pokračujícímu vývoji technologií solárních panelů se navíc zvyšuje jejich účinnost a klesá cena.
Klíčovým problémem je skladování elektrické energie, neboť je možné ji vyrábět pouze ve dne, zatímco v noci a během období bez slunečního svitu je nutné energii ukládat do velkých baterií, které zajišťují pokrytí dodávek. Dalším omezením je závislost na počasí, jelikož oblačnost a jiné nepříznivé povětrnostní podmínky mohou snižovat množství energie, kterou je možné získat.
Uvedeným problémům bychom se mohli vyhnout tak, že postavíme solární elektrárnu ve vesmíru. Hlavní výhodou by byla možnost vyrábět elektřinu nepřetržitě – 24 hodin denně. Navíc by nedocházelo k rušení slunečního svitu atmosférou ani meteorologickými jevy. Vyrobenou energii by bylo možné poslat tam, kde je jí nejvíce potřeba – například do velkých měst.
Jak dostat fotovoltaiku na oběžnou dráhu?
Většina kosmických lodí využívá solární panely k výrobě elektrické energie potřebné ke svému provozu. Dá se tedy říci, že solární elektrárny už na oběžné dráze máme, nicméně jimi vyrobená elektřina je využívána pouze lokálně. Pro účely výroby ve větším měřítku by pochopitelně byly nezbytné mnohem větší solární panely a silnější infrastruktura.
Dalším úkolem, který bude nutné vyřešit, je přenos vyrobené elektrické energie z vesmírné elektrárny na Zem. To by pochopitelně bylo nutné realizovat bezdrátově – například laserem nebo mikrovlnami. Takové technologie již byly vyzkoušeny na Zemi, kde byly použity k bezdrátovému přenosu energie na velké vzdálenosti. Když to umíme na Zemi, měli bychom to zvládnout i ve vesmíru.
Postavit elektrárnu a dostat ji na oběžnou dráhu samozřejmě nebude jednoduché. Navíc bude nutné vyřešit i další otázky, jako je údržba a opravy. Jednou z možných cest je satelitní konstelace. Její výhodou by byla skutečnost, že pokud by se jeden ze satelitů porouchal, všechny ostatní by mohly nerušeně pokračovat ve výrobě elektřiny.
Elektrárna jako ze sci-fi
Jedním z limitujících faktorů je současná účinnost bezdrátového přenosu energie. V tuto chvíli není k dispozici technologie, která by něco takového umožňovala bez významných ztrát. Summerer je ale v tomto směru optimistou: „Nejde o to, že bychom to dokázali spustit už zítra. Ale na druhou stranu nikdo neidentifikoval nic, co by bylo překážkou pro některou z klíčových technologií, které jsou zapotřebí.“
Při výrobě elektřiny ve vesmíru by také bylo nutné vyřešit otázku pozemní infrastruktury potřebné pro její přijímání, zpracování a distribuci. V tomto směru chce Summerer spoléhat na mezinárodní spolupráci. Situace v oblasti mezinárodních kosmických projektů je sice komplikovaná, avšak naděje na čistý zdroj elektrické energie by mohla být dostatečně silnou motivací.
Evropská vesmírná agentura nedávno podepsala v rámci iniciativy SOLARIS smlouvy na dvě koncepční studie solární energie ve vesmíru, jejichž cílem je zjistit, nakolik je tato koncepce proveditelná. Rozhodnutí o tom, zda se touto myšlenkou bude vážně zabývat, by mohlo padnout již v roce 2025.
Ačkoli se plány na získávání elektrické energie ve vesmíru mohou zdát jako hudba vzdálené budoucnosti, Summerer je přesvědčen, že ukázkový systém by mohl být vyvinut během pěti let. Praktické aplikace této technologie by mohly být dostupné u příležitosti stoletého výročí vydání povídky Isaaca Asimova, který tento koncept poprvé představil.