Kako doći do sunčeve energije za kišnog dana? Zrači iz svemira


Ranije ove godine, mala skupina gledatelja okupila se u bazenu zatvorenog vala mornarske vode u Marylandu Davida Taylora, kako bi pogledali nešto što nisu mogli vidjeti. Na svakom kraju objekta nalazio se stup s tridesetak stopa s malom kockom na vrhu. Snažni laserski snop pucao je iz jedne od kockica, udarajući niz fotonaponskih stanica unutar suprotne kocke. Međutim, golim okom izgledalo je kao puno ničega. Jedini dokaz da se bilo što dogodilo dolazi iz malog aparata za kavu u blizini, koji je izvirao "laserske latte" koristeći samo energiju koju stvara sustav.

Laserski uređaj uspio je prenijeti 400 vati snage – dovoljno za nekoliko malih kućanskih aparata – kroz stotine metara zraka bez pomicanja bilo kakve mase. Naval Research Lab, koji je vodio projekt, nada se da će upotrijebiti sustav za slanje bespilotnih letelica tijekom leta. Ali inženjer elektronike u NRL Paul Jaffe svoje je prilike postavio na još ambiciozniji problem: prenošenje solarne energije na Zemlju iz svemira. Desetljećima je ideja bila rezervirana za budućnost, ali niz tehnoloških proboj i ogroman novi vladin istraživački program sugeriraju da je daleki dan napokon stigao.

Otkad je ideja za svemirsku solarnu energiju prvi put došla u naučnu fantastiku Isaaca Asimova u ranim četrdesetim godinama prošlog stoljeća, znanstvenici i inženjeri plasirali su na desetine prijedloga kako oživjeti taj koncept, uključujući solarne nizove na napuhavanje i robotsku samo-montažu. Ali osnovna ideja je uvijek ista: Ogromni satelit u orbiti skuplja energiju od sunca i pretvara je u mikrovalne ili lasere za prijenos na Zemlju, gdje se pretvara u električnu energiju. Sunce nikada ne zalazi u svemir, pa bi svemirski solarni sustav mogao opskrbiti obnovljivom energijom bilo gdje na planeti, danju ili noću, kiši ili sjaju.

Poput fuzione energije, izgleda da je solarna energija utemeljena u svemiru osuđena na tehnologiju koja je uvijek bila udaljena 30 godina. Tehnički problemi nastavili su se prikupljati, procjene troškova ostale su stratosferske, a kako su solarne ćelije postale jeftinije i učinkovitije, čini se da se slučaj za solarnu upotrebu iz svemira smanjuje.

To nije zaustavilo vladine istraživačke agencije u pokušajima. 1975. godine, nakon partnerstva s Ministarstvom za energetiku u nizu svemirskih studija izvedivosti solarne energije, NASA je bacila 30 kilovata snage preko milje koristeći ogromnu mikrovalnu posudu. Zračena energija ključni je aspekt svemirske solarne energije, ali ovaj test ostaje najmoćnija demonstracija tehnologije do danas. "Činjenica da je prošlo gotovo 45 godina od NASA-ine demonstracije, a to je i dalje visok vodostaj, govori samo za sebe", kaže Jaffe. "Svemirski solar nije bio nacionalni imperativ i tako puno ove tehnologije nije značilo napredak."

John Mankins, bivši fizičar NASA-e i direktor Solar Space Technologies, bio je svjedok kako je vladina birokracija iz prve ruke ubila svemirski razvoj solarne energije. Krajem 1990-ih, Mankins je napisao izvještaj za NASA u kojem je zaključio da je opet vrijeme da se svemirska solarna energija shvati ozbiljno i vodio je projekt izrade studija dizajna za satelitski sustav. Unatoč nekim obećavajućim rezultatima, agencija je na kraju odustala od toga.

2005. godine, Mankins je napustio NASA-u da radi kao savjetnik, ali nije se mogao potresati od ideje o svemirskoj solarnoj energiji. Sam je izveo skromne svemirske eksperimente sa solarnom energijom, pa je čak dobio i potporu NASA-inog inovativnog naprednog koncepta koncepta 2011. Rezultat je bio SPS-ALPHA, kojeg je Mankins nazvao "prvim praktičnim satelitskim solarnim napajanjem." Ideja je, kaže Mankins, bila " za izgradnju velikog satelita na solarni pogon iz tisuća malih komada. "Njegov modularni dizajn znatno je smanjio troškove hardvera, barem u principu.