Космічна сонячна енергетика. Чи є в неї майбутнє?

Нещодавно мережу сколихнула новина про плани китайського уряду збудувати сонячну електростанцію в космосі.

Китайська академія космічних технологій розробляє концепцію сонячної електростанції, яка буде розміщуватись на навколоземній орбіті на висоті близько 36 000 кілометрів. 

Безумовно, проект виглядає дуже фантастично. Однак бажання китайського уряду його реалізувати має цілком прагматичну мету. Якщо земні сонячні станції дуже залежать від пори року, погоди та працюють лише в світлу пору доби, то станція на такій висоті буде вловлювати навіть ті сонячні промені, які не досягають нашої планети. Продукування енергії буде стабільним та прогнозованим. Нині нестабільність «зеленої» генерації - основний аргумент скептиків, адже для покриття її небалансів потрібно задіювати дороговартісні маневруючі потужності. В разі ж реалізації цього проекту, можна сміливо говорити, що це фактично безкінечне джерело чистої енергії. 

За словами китайських вчених, реалізація проекту планується в три етапи. До 2025 року на орбіту планують вивести декілька прототипів для перевірки життєздатності концепції, до 2030 року - вже мегаватну сонячну станцію, а до 2050 року - повноцінну комерційну станцію, потужністю не менше 1 ГВт.  

Варто зазначити, що така ідея звучить не вперше. Ще в 2000 роках схожий проект розробляли в США спеціалісти NASA. Тоді цей проект активно підтримували в Конгресі та Білому домі, а позитивні висновки надавали Національна академія наук та підрозділи національної безпеки в Міністерстві оборони США. Однак з різних причин, проект так і не був реалізований. Подібні дослідження проводять також космічні агентства Індії, Південної Кореї та Європейське космічне агентство. 

Одна з основних проблем такого роду проектів - це передача отриманої енергії на Землю. Китайські вчені планують перетворювати отриману енергію в мікрохвилі або лазерний промінь для передачі на спеціальні колектори, розташовані на Землі. Справжній прорив в цій сфері здійснили вчені з Японського агентства аерокосмічних досліджень (JAXA). Ще в 2015 році дослідникам вдалось передати 1,8 кВт електроенергії на відстань до 55 метрів. Цієї кількості електроенергії достатньо для роботи практично будь-якого побутового пристрою. Поки що, це лише перші напрацювання, відстань передачі енергії не така велика, однак це вже вагомий внесок в розвиток цього глобального для планети проекту. 

До речі, JAXA вже опублікували власний проект космічної сонячної станції. Для його реалізації необхідно буде збудувати штучний острів довжиною в 3 кілометри, на якому буде розміщуватись гігантська станція з 5 мільйонами міні-антен необхідних для перетворення радіохвиль надвисоких частот в звичну нам електроенергію. 

Ще далі пішли вчені приватної компанії Mitsubishi. Їм вдалось передати відразу 10 кВт електроенергії на відстань близько 500 метрів. По суті, їхній винахід є справжнім проривом, який лише пришвидшить початок ери космічної енергетики. Комерціалізувати свою розробку компанія планує вже до 2030 року. Дана розробка корисна не лише для космосу, вона має величезний потенціал для використання і на Землі. Зокрема, для доставки електроенергії до віддалених куточків планети, де традиційна передача енергії неможлива або ж для зарядки електромобілів на великих відстанях. 

Іншою проблемою космічної енергетики є можливість доставити сонячні модулі на навколоземну орбіту. За розрахунками китайських вчених, вага всієї конструкції наближатиметься до 1000 тон. Для порівняння, вага МКС, яка нині знаходиться на нашій орбіті - 400 тон. Для реалізації цієї мети, як китайські, так і японські вчені інвестують величезні ресурси в розробку технології 3D друку відразу в космосі. В разі успіху, доцільності піднімати з поверхні нашої планети конструкцію такої великої ваги не буде, адже можна буде здійснити декілька запусків, а саму космічну сонячну станцію зібрати безпосередньо на орбіті. Однак, поки це лише теорія, спершу вченим варто вирішити проблему безпровідної доставки електроенергії на великі відстані. 

Для реалізації проекту, розглядають також варіанти колонізації супутника Землі - Місяця. Будівництво там сонячних станцій для подальшого виведення їх на орбіту повинно суттєво скоротити видатки на такий мега-проект. Однак, знову ж таки, людству спершу потрібно повернутись на Місяць. 

Залишається відкритим єдине питання - фінансове. Інновації - це дорого, а інновації, що здатні перевернути весь світ - ще дорожче. Досвід останніх років доводить, що навіть величезні видатки у, здавалось би, фантастичні проекти, рано чи пізно принесуть результат. Сподіваюсь, в цьому проекті ми його побачимо якомога швидше.