Космическая солнечная энергия (КСЭ) — это уже не научная фантастика. Речь идёт о сборе энергии от Солнца с помощью спутников и передаче её на Землю в виде лазеров или радиоволн высокой частоты. Лёгкие солнечные панели на орбитальных платформах вырабатывают электричество, которое затем преобразуется и передаётся на антенну-приёмник в заданной точке на поверхности планеты.
По мнению сторонников этой технологии, как только инфраструктура будет создана, КСЭ сможет конкурировать с другими источниками чистой энергии, такими как ядерная. «Мы просто используем термоядерный реактор, который уже у нас по соседству — Солнце», — говорит технический директор Virtus Solis Эд Тейт. Эта компания планирует провести демонстрационный запуск в 2027 году.
Идеальный момент для развития КСЭ
В январе Китай объявил о запуске спутниковой солнечной установки шириной в километр, способной радикально изменить энергетику страны, которая и так лидирует в мире по солнечным мощностям. «Китай владеет более чем 386 000 мегаватт мощностей солнечной генерации — это 51% от мирового объёма», — отмечает аналитик Aerospace Corporation Карен Джонс. — «Они хотят доминировать в индустрии чистых технологий».
Джонс сравнивает проект с космической солнечной установкой с плотиной Трёх Ущелий — крупнейшей ГЭС в мире, которая изменила энергетику Китая.
Интерес к КСЭ проявляют не только в Китае. В США стартап Aetherflux недавно привлёк $50 млн инвестиций для разработки космической солнечной энергетики на низкой орбите (LEO). В феврале в Конгрессе США появился законопроект HR-1368 о координации NASA и Минэнерго в вопросах КСЭ, а указом президента создан Национальный совет энергетического доминирования.
«Космическая солнечная энергия — потенциально один из ключевых элементов энергетической стратегии США», — заявил Колби Карриер, глава Aetherflux.
От мечты 1960-х — к реальности
КСЭ обсуждается с 1960-х, но только сейчас появилась необходимая орбитальная инфраструктура. «Мы вступаем в эру крупной космической инфраструктуры», — считает со-гендиректор британского стартапа Space Solar Сэм Эдлен. — «Раньше это было экономически нецелесообразно, а теперь становится реальным».
«Это как строительство трансконтинентальной железной дороги: тяжело, шумно, рискованно, но как только запустим — всё изменится», — добавляет Тейт.
Идеальный источник чистой энергии?
Если КСЭ оправдает экономические ожидания, она сможет занять устойчивую нишу. Хотя себестоимость энергии (LCOE) выше из-за стоимости запуска на орбиту, КСЭ не требует земли, не сталкивается с проблемами доставки или дорогостоящими ЛЭП. «Передача энергии по лучу исключает массу затрат и проблем», — говорит Джонс.
Кроме того, космическая среда может быть благоприятнее земной — нет пыли, снега, животных. А КСЭ не зависит от нестабильных поставок критически важных материалов и почти не загрязняет окружающую среду.
Энергия — и для спутников
По мнению главы Star Catcher Эндрю Раша, КСЭ может стать решением проблемы нехватки энергии на орбите. «Современные спутники сильно ограничены по питанию, а это ограничивает их возможности и доходность», — говорит он.
Лазеры, радиоволны и орбиты
Несмотря на кажущуюся сложность, передача энергии лазером или по радиочастотам существует с 1960-х. Вопрос в том, какой подход использовать.
Aetherflux делает ставку на лазеры и оптику в LEO. Это подходит для военных задач — например, для питания объектов в труднодоступных районах. Но лазеры теряют эффективность из-за атмосферных потерь и не могут обеспечить стабильную нагрузку.
Другие стартапы выбирают радиочастотную передачу с геостационарной (GEO) или высокоэллиптической орбиты (Молния), где «Солнце никогда не заходит», а покрытие можно распределять. Virtus Solis, к примеру, выбрала орбиту Молния, которая позволяет охватывать до половины поверхности Земли и упрощает повторное использование ракет благодаря понижению перигея.
Сложности остаются — но они решаемы
«Четыре года назад нам говорили, что мы не выведем столько массы на орбиту. Теперь говорят, что не сможем собрать всё в космосе», — говорит Тейт. Но в отрасли уверены — технические, а не научные барьеры, будут преодолены.
«Тяжёлая инженерия и финансирование — и мы добьёмся цели», — резюмирует Джон Бакнелл из Virtus Solis.
