Elektřina z vesmíru? Hudba budoucnosti, ale ne příliš vzdálené

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.

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 2 miliony USD za kilogram. Dnes vynáší raketa Falcon 9 soukromé vesmírné společnosti SpaceX komerční náklady na oběžnou dráhu za přibližně 2600 USD za kilogram. Vlastní komunikační satelity Starlink však SpaceX dopravuje už za méně než 1000 USD za kilogram. 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 procentní 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.

Témata:  elektřina,  Vesmír