Сторонники космической солнечной энергии критикуют отчет NASA, в котором содержится скептическая оценка способности этой технологии вырабатывать недорогую экологически чистую энергию.
В отчете, опубликованном 10 января Управлением технологий, политики и стратегии NASA Office of Technology, Policy and Strategy (OTPS), рассматриваются две ранее опубликованные архитектуры для производства электроэнергии в космосе и передачи ее на Землю с помощью микроволн, известные как солнечная энергия космического базирования (Space-based solar power или SBSP). В отчете подсчитаны затраты жизненного цикла этих архитектур, а также выбросы парниковых газов, к которым приведет их разработка.
В отчете сделан вывод, что одна архитектура будет производить электроэнергию по цене 0,61 доллара за киловатт-час, а другая — по 1,59 доллара за киловатт-час. В то же время, наземные возобновляемые системы, такие как ветряные, гидроэлектростанции и наземные солнечные электростанции, производят энергию по цене от 0,02 до 0,05 доллара за киловатт-час.
В отчете также обнаружено, что «интенсивность выбросов» парниковых газов системами SBSP, или количество парниковых газов, образующихся при строительстве и запуске систем, была намного меньше, чем в среднем по сегодняшней электрической сети США, но аналогична наземным возобновляемым системам.
«Мы обнаружили, что эти космические конструкции солнечной энергии дороги. Они в 12–80 раз дороже, чем если бы вы собирались использовать возобновляемые источники энергии на земле», — сказала Эрика Роджерс, руководитель форума научно-технического партнерства в офисе главного технолога NASA, в презентации на конференции AIAA SciTech Forum, где агентство опубликовало отчет.
Однако сторонники SBSP раскритиковали оценку затрат NASA, в частности использованные для нее предположения. «То, что мне показалось наиболее достойным восхищения, — это общая методология, моделирование и экономический акцент», — сказал Джон Мэнкинс, бывший сотрудник NASA, который руководил предыдущим исследованием SBSP в конце 1990-х годов, о новом отчете в интервью. «Они рассмотрели множество различных случаев и попытались смоделировать широкий спектр различных параметров».
В отчете он выразил несогласие с предположениями и входными данными для этого моделирования. «Похоже, что это полностью обусловлено широким спектром предположений, которые в совокупности представляют собой наихудший из наихудших возможных случаев многолетней давности».
Одним из примеров является запуск, на который приходится более 70% общих затрат каждой из двух архитектур, изученных NASA. В исследовании предполагалась стоимость запуска в размере 1000 долларов за килограмм плюс 15% скидка при покупке блока. Это показалось Мэнкинсу пессимистичным, поскольку он сослался на разработку SpaceX Starship и работу других компаний, особенно с учетом того, что исследование NASA предполагало, что система SBSP будет запущена в 2040-х годах.
«Если бы это действительно было правдой, что все считали, что никогда не будет никаких улучшений в запуске, кроме многоразового Falcon 9, я не думаю, что Blue Origin тратила бы свое время на работу над New Glenn», — сказал он.
Затраты на запуск можно было бы еще больше сократить, отметил он, если бы для транспортировки элементов системы с низкой околоземной орбиты на геостационарную орбиту использовалась электрическая двигательная установка, а не подход в исследовании NASA с дозаправкой Starship на низкой околоземной орбите.
В исследовании NASA учитывалась чувствительность базовой модели к таким факторам, как более низкие затраты на запуск, использование электрической силовой установки и предположение о более длительном сроке службы компонентов на ГСО, чем 10 лет, включенных в базовый сценарий. Учет всех этих факторов снижает затраты на электроэнергию в системах SBSP до уровня, аналогичного наземным возобновляемым альтернативам.
«Это просто странно», — сказал Мэнкинс о таком подходе. По его словам, типичное такое исследование предполагает выбор «среднего» сценария в качестве базового сценария и изучение того, как факторы могут либо увеличивать, либо уменьшать затраты. Он также раскритиковал отчет за то, что он не включил в себя большую часть недавних исследований технологий SBSP.
Другие организации, которые продвигали SBSP, такие как Национальное космическое общество (NSS), также раскритиковали отчет. В заявлении от 17 января утверждалось, что отчет «не содержит тщательного изучения реальных затрат и перспектив» SBSP, ссылаясь на затраты на запуск и другие факторы.
«NSS приветствует признание важности космической солнечной энергии в отчете OTPS и надеется на предоставление информации NASA для уточнения и уточнения выводов», — сказал Дейл Скран, главный операционный директор NSS.
Другая правозащитная группа, Space Frontier Foundation, заявила, что отчет является свидетельством того, что правительство США, а также компании должны серьезно относиться к этой технологии, несмотря на выводы базовой модели. «Этот отчет опровергает опасения, что солнечная энергия космического базирования является научной фантастикой, и показывает, что NASA и правительство США признают благоприятные для климата экономические выгоды от глобального лидерства этой новой энергетической системы», — сказал Шон Махони, исполнительный директор организация.
Отчет, о подготовке которого NASA объявило в 2022 году, появился на фоне того, как другие страны и организации продолжают исследования SBSP. Европейское космическое агентство финансирует проект под названием Solaris для изучения возможности SBSP. Япония, Великобритания, Китай провели собственный анализ технологии.
По словам Роджерса, этот интерес к SBSP стал одним из факторов, повлиявших на решение NASA провести это исследование. «Мы были мотивированы тем, что исследования космической солнечной энергии набирают обороты во всем мире. За последние пять лет этот процесс ускорился», — сказала она на конференции AIAA. «Мы хотели лучше понять, почему происходит такое ускорение».
Мэнкинс сказал, что он обеспокоен тем, что пессимистичный отчет NASA может ослабить часть глобального интереса. «Это будет иметь значительное сдерживающее влияние, особенно в Европе, Великобритании и США», — сказал он. — «Любой документ, который выходит с фрикаделькой [логотип NASA] на нем, рассматривается почти как Евангелие».
В Соединенных Штатах за пределами NASA проводится небольшое количество исследований SBSP. Калифорнийский технологический институт объявил 16 января, что завершил свое первое космическое испытание технологий SBSP под названием Space Solar Power Project (SSPP), полезная нагрузка которого была размещена на буксире Vigoride-5 компании Momentus в январе прошлого года.
Эти испытания оказались в основном успешными, о чем рассказали в презентации в октябре прошлого года профессора Калифорнийского технологического института, участвовавшие в проекте. Однако они заявили, что не планируют немедленно проводить вторую серию экспериментов, решив сначала выполнить дополнительную работу в лаборатории для проекта, финансируемого из частных источников.
«Солнечная энергия, излучаемая из космоса на коммерческих скоростях и освещающая земной шар, все еще остается перспективой на будущее», — заявил президент Калифорнийского технологического института Томас Розенбаум в заявлении об окончании эксперимента. «Но эта важная миссия продемонстрировала, что это должно быть достижимое будущее».
