Ajatus auringonvalon vangitsemisesta avaruudessa ja sen säteilemisestä Maahan on pitkään kuulunut tieteiskirjallisuuteen. Mutta kuten Jon Cartwright toteaa, että hallitukset ympäri maailmaa ottavat nyt "avaruuteen perustuvan aurinkoenergian" vakavasti mahdollisena ratkaisuna energiatarpeisiimme.
Teoreettinen fyysikko Freeman Dyson kuvitteli kerran vieraan sivilisaation, joka oli niin kehittynyt, että se oli ympäröinyt emotähdeensä jättimäisellä, keinotekoisella kuorella. Tämän sisäpinta "Dyson-pallo" ottaisivat auringonsäteilyn talteen ja siirtäisivät sen keräyspisteisiin, joissa se muunnetaan käyttökelpoiseksi energiaksi. Tällainen käsitys on edelleen tieteisfiktiota, mutta voisiko samanlaista periaatetta käyttää paljon pienemmässä mittakaavassa oman aurinkomme voiman valjastamiseen?
Loppujen lopuksi pilvien takana, Maan lähiavaruuden yöttömässä liekeissä, on enemmän keskeytymätöntä aurinkovoimaa kuin ihmiskunta voisi realistisesti vaatia tulevina vuosisatoina. Tästä syystä ryhmä tutkijoita ja insinöörejä on yli 50 vuoden ajan haaveillut tekniikoista tämän energian vangitsemiseksi avaruudessa ja säteilemiseksi takaisin maahan.
"Avaruuspohjaisella aurinkovoimalla", kuten se tunnetaan, on kaksi valtavaa etua verrattuna perinteisiin menetelmiin auringon ja tuulen hyödyntämiseksi. Ensinnäkin auringonvaloa sieppaavan satelliitin sijoittaminen avaruuteen tarkoittaa, että meidän ei tarvitse peittää valtavia maa-alueita aurinkopaneeleilla ja tuulipuistoilla. Toiseksi meillä olisi runsaasti energiaa myös silloin, kun paikallisista sääolosuhteista huolimatta on pilvistä tai tuuli on laantunut.
Ja se on aurinkoenergian ja tuulivoiman ongelma täällä maan päällä: ne eivät koskaan pysty vastaamaan energiatarpeisiimme johdonmukaisesti, vaikka niitä laajennettaisiin huomattavasti. Nottinghamin yliopiston tutkijat arvioivat viime vuonna, että jos Iso-Britannia olisi täysin riippuvainen näistä uusiutuvista lähteistä, maan olisi varastoitava yli 65 terawattituntia energiaa. Se maksaisi yli 170 miljardia puntaa, yli kaksi kertaa enemmän kuin maan tuleva suurnopeusjunaverkko (energiat 14 8524).
Suurin osa avaruuspohjaisen aurinkoenergian toteuttamispyrkimyksistä on valitettavasti kohdannut näennäisesti ratkaisemattomia teknisiä ja taloudellisia ongelmia. Mutta ajat muuttuvat. Innovatiiviset satelliittisuunnittelut sekä paljon pienemmät laukaisukustannukset saavat avaruuteen perustuvan aurinkoenergian yhtäkkiä näyttämään realistiselta ratkaisulta. Japani on kirjannut sen lakiin kansalliseksi tavoitteeksi, kun taas Euroopan avaruusjärjestö on julkaissut ideapyynnön. Kiina ja Yhdysvallat molemmat rakentavat testaustiloja.
Samaan aikaan, Yhdistyneen kuningaskunnan hallituksen vuonna 2021 julkaisema kuuleminen päätteli, että avaruuteen perustuva aurinkosähkö on teknisesti ja taloudellisesti mahdollista. Jännittävästi se arvioi, että tämä teknologinen ratkaisu voitaisiin ottaa käyttöön 10 vuotta ennen hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin vuoden 2050 "nettonolla" -tavoitetta. Onko avaruuteen perustuva aurinkovoima vastaus ilmastomme ongelmiin? Ja jos on, mikä estää sitä tulemasta todeksi?
Avaruusunelmia
Alkuperäisen avaruudesta tulevan aurinkoenergian konseptin haaveili vuonna 1968 Peter Glaser, yhdysvaltalainen insinööri Arthur D Little -konsulttiyrityksestä. Hän aikoi sijoittaa valtavan kiekon muotoisen satelliitin geostationaariselle kiertoradalle noin 36,000 XNUMX km maan yläpuolelle. (tiede 162 857). Satelliitti, jonka halkaisija on noin 6 kilometriä, olisi tehty aurinkosähköpaneeleista keräämään auringonvaloa ja muuttamaan sen sähköenergiaksi. Tämä energia muutetaan sitten mikroaaltoiksi putkivahvistimen avulla ja säteittäisiin maahan 2 km halkaisijaltaan olevan lähettimen kautta.
Se on ainoa vihreän, uusiutuvan energian muoto, joka pystyy tarjoamaan jatkuvaa perussähkötehoa.
Chris Rodenbeck, US Naval Research Laboratory
Mikroaaltojen kauneus on siinä, että ne eivät imeydy pilviin täällä maan päällä, joten ne kulkeutuisivat suurelta osin (joskaan ei täysin) esteettömästi ilmakehämme läpi. Glaser aikoi kerätä ne halkaisijaltaan 3 km:n kiinteällä antennilla, jossa ne muutetaan sähköksi verkkoon. "Vaikka satelliittien käyttö aurinkoenergian muuntamiseen voi olla useiden vuosikymmenten päässä", hän kirjoitti, "on mahdollista tutkia useita tarvittavan teknologian näkökohtia oppaaksi tulevaa kehitystä varten."
Alkureaktio oli myönteinen ainakin joillakin tahoilla, kun NASA myönsi Glaserin yritykselle Arthur D Littlelle sopimuksen jatkotutkimuksista. Vuosien mittaan myöhempien avaruuspohjaista aurinkoenergiaa koskevien tutkimusten päätelmät ovat kuitenkin vaihdelleet varovaisen positiivisista ulkoisesti negatiivisiin.
1 Multi-Rotary Joints Solar Power Satellite (MR-SPS)
Tämä avaruuteen perustuvan aurinkoenergian konsepti perustuu yhdysvaltalaisen insinöörin Peter Glaserin alkuperäisiin vuoden 1968 ehdotuksiin. Se tunnetaan nimellä Multi-Rotary Joints Solar Power Satellite (MR-SPS), jonka keksivät vuonna 2015 Hou Xinbin ja muut Kiinan avaruusteknologiaakatemiassa Pekingissä. 10,000 12 tonnin painoinen ja noin 36,000 kilometriä leveä satelliitti liikkuisi geostationaarisella kiertoradalla noin XNUMX XNUMX kilometriä Maan yläpuolella, jolloin auringonvalo keräisi aurinkopaneelit ja muunnetaan mikroaaltoiksi, jotka keskuslähetin lähettää maahan. Jotta sähköä voitaisiin siirtää jatkuvasti meille, aurinkosähköpaneelit voivat kääntyä kohti aurinkoa suhteessa keskuslähettimeen, joka on aina Maata päin. Aurinkopaneelit ja lähetin on yhdistetty yksittäisellä suorakaiteen muotoisella telineellä. Toisin kuin kilpailevat mallit, MR-SPS-konsepti ei ole riippuvainen peileistä.
Esimerkiksi vuonna 2015 tekniikka sai vain haalean tuomion US Army War Collegen Strategic Studies Instituten (SSI) raportissa, jossa "ei pakottavia todisteita" siitä, että avaruusaurinkovoima voisi olla taloudellisesti kilpailukykyistä maanpäällisen sähköntuotannon kanssa. SSI kritisoi erityisesti kannattajiensa "epäilyttäviä oletuksia" tällaisen valtavan kiertävän rakenteen saamisesta avaruuteen. Yksinkertaisesti sanottuna raportissa todettiin, että kantoraketteja ei ole tarpeeksi, ja saatavilla olevat ovat liian kalliita.
Mutta SSI:n vähemmän kuin hehkuva tuomio tuli ennen yksityisiä yrityksiä - etenkin SpaceX – alkoi muuttaa avaruusteollisuutta. Yhdistämällä uudelleenkäytettäviä rakettijärjestelmiä kokeile-erehdykseen tutkimukseen ja kehitykseen, yhdysvaltalainen yritys on viime vuosikymmenen aikana leikannut maapallon kiertoradalle laukaisukustannuksia yli 10-kertaiseksi (hyötykuormakiloa kohden). ), jonka tarkoituksena on vähentää sitä vielä suuruusluokkaa. Se, mitä SSI piti suurena rajoituksena käynnistyskustannuksissa, ei itse asiassa ole enää ongelma.
Ei sillä, että satelliitin avaruuteen pääseminen olisi ollut ainoa ongelma. Glaserin alkuperäinen konsepti oli petollisen yksinkertainen, ja siinä oli monia piilotettuja haasteita. Ensinnäkin, kun satelliitti kiertää maata, Auringon, aluksen ja sen maan pisteen välinen kulma, johon energia lähetetään, muuttuu jatkuvasti. Jos esimerkiksi geostationaarista satelliittia harjoitetaan maan päällä, sen aurinkosähkö on kohti aurinkoa keskipäivällä, mutta selkänsä on aurinkoa päin keskiyöllä. Toisin sanoen satelliitti ei tuottaisi sähköä koko ajan.
Alkuperäinen ratkaisu tähän ongelmaan oli pyörittää aurinkopaneeleja jatkuvasti suhteessa mikroaaltouunilähettimiin, jotka pysyisivät kiinteinä. Aurinkosähköpaneelit osoittaisivat silloin aina aurinkoa kohti, kun taas lähettimet olisivat aina Maata päin. NASA esitteli ensimmäisen kerran vuonna 1979 Glaserin ideoiden kehittämiseksi, mutta ratkaisua laajennettiin vuonna 2015 Pekingin Kiinan avaruusteknologiaakatemian insinöörien tekemässä ehdotuksessa, joka antoi sille nimen Multi-Rotary Joints Solar Power Satellite, tai MR-SPS (kuva 1).
Samaan aikaan, John Mankins, entinen NASAn insinööri, keksi kilpailevan ratkaisun vuonna 2012. Dubattu SPS Alpha, hänen ajatuksensa oli pitää aurinkopaneelit ja lähetin paikoillaan, mutta asentaa paneeleita ympärille lukuisia peilejä (kuva 2). Nämä heliostaatteina tunnetut peilit pystyisivät pyörimään, ohjaamaan jatkuvasti auringonvaloa aurinkopaneeleille ja mahdollistaen siten satelliitin syöttää virtaa Maahan ilman taukoa.
2 SPS-Alpha
SPS-Alpha-konseptissa, jonka NASAn entinen insinööri John Mankins keksi Yhdysvalloissa, satelliitin päärunko – aurinkopaneelit ja lähetin – on kiinteä ja aina Maata päin. Geostaationaariselle kiertoradalle sijoitettu 8000 1700 tonnin satelliitti koostuu levyn muotoisista moduuleista, jotka muuntavat auringonvalon sähköksi aurinkosähkön avulla ja lähettävät sitten tämän energian mikroaaltoina. Tähän halkaisijaltaan XNUMX XNUMX m:n järjestelmään on yhdistetty erillinen, suurempi, kupolin muotoinen peiliryhmä, joka kääntyy itsenäisesti heijastamaan auringonvaloa ryhmään riippuen siitä, missä Aurinko on geostationaarisella kiertoradalla Maahan nähden.
MR-SPS tai SPS Alpha eivät kuitenkaan ole tyydyttäviä Ian Cash, johtaja ja konepäällikkö osoitteessa International Electric Company Limited Oxfordshiressä, Isossa-Britanniassa. Cash, joka oli entinen auto-, ilmailu- ja energiasektorin elektronisten järjestelmien suunnittelija, käänsi mielensä vuosikymmen sitten puhtaiden, laajamittaisten energialähteiden yksityiseen kehittämiseen. Alun perin ydinfuusion potentiaali houkutteli häntä, mutta sen "todella vaikeiden" ongelmien takia hänet tyrmäsi hänet nopeasti avaruudessa toimivaan aurinkoenergiaan käytännöllisimpana vaihtoehdona.
Cashille sekä MR-SPS:n että SPS Alphan ongelma on, että niiden on pyöritettävä joitain satelliitin osia suhteessa muihin. Jokaisen osan pitäisi siksi olla fyysisesti yhteydessä toiseen ja tarvitsee nivelliitoksen, joka liikkuu. Ongelmana on, että kun niitä käytetään satelliiteilla, kuten kansainvälisellä avaruusasemalla, tällaiset liitokset voivat epäonnistua kulumisen vuoksi. Nivelliitosten jättäminen pois tekisi aurinkoenergiasatelliitista luotettavamman, Cash päätteli. "Halusin selvittää, mitä tarvitaan solid-state-ratkaisuun, joka näkee aina auringon ja maan", hän sanoo.
Vuoteen 2017 mennessä Cash oli tajunnut sen, tai niin hän väittää. Hänen CASSIOPeiA konsepti on satelliitti, joka näyttää pohjimmiltaan kierreportaalta, jossa aurinkopaneelit ovat "askelmia" ja mikroaaltolähettimet - sauvan muotoiset dipolit - ovat "nousuputkia". Sen nerokas kierregeometria tarkoittaa, että CASSIOPeiA voi vastaanottaa ja lähettää aurinkoenergiaa 24 tuntia vuorokaudessa ilman liikkuvia osia (kuva 3).
Cash, joka aikoo hyötyä CASSIOPeiAsta lisensoimalla siihen liittyvän immateriaaliomaisuuden, vaatii monia muita etuja konseptiinsa. Hänen ehdottamansa satelliitti voidaan rakentaa sadoista (ja mahdollisesti tuhansista) pienemmistä moduuleista, jotka on kytketty toisiinsa, ja jokainen moduuli vangitsee aurinkoenergiaa, muuntaa sen elektronisesti mikroaaltoiksi ja lähettää ne sitten Maahan. Tämän lähestymistavan kauneus on, että jos kosmiset säteet tai avaruusromut osuvat johonkin moduuliin, sen vika ei tyrmää koko järjestelmää.
Toinen CASSIOPeiA:n etu on, että ei-valosähkökomponentit ovat jatkuvasti varjossa, mikä minimoi lämmön haihtumisen – mikä on ongelma konvektiottoman avaruuden tyhjiössä. Lopuksi, koska satelliitti on aina suunnattu aurinkoon, se voi miehittää useamman tyyppisen kiertoradan, mukaan lukien ne, jotka ovat erittäin elliptisiä. Silloin se olisi toisinaan lähempänä Maata kuin jos se olisi geostationaarinen, mikä tekee siitä halvempaa, koska suunnittelua ei tarvitse skaalata niin valtavan lähettimen perusteella.
3 CASSIOPeiA
a CASSIOPeiA-ehdotus avaruuteen perustuvasta aurinkovoimasta, jonka Ian Cash on kehittänyt International Electric Company Limitedissä Isossa-Britanniassa, kaavailee satelliitin, jonka massa on jopa 2000 tonnia, istuvan geosynkronisella tai elliptisellä kiertoradalla Maan ympäri. b Auringonvalo osuu kahteen valtavaan elliptiseen peiliin (keltainen kiekko), joista kummankin halkaisija on jopa 1700 m ja jotka ovat 45° kulmassa jopa 60,000 5 aurinkopaneelin (harmaa) kierteiseen ryhmään nähden. Nämä paneelit keräävät auringonvalon ja muuttavat sen tietyllä taajuudella mikroaaltoiksi, jotka sitten lähetetään maan päällä olevalle maa-asemalle, jonka halkaisija on noin XNUMX km. Tämä asema muuntaa mikroaallot sähköksi verkkoon. Kierteisen geometrian etuna on, että mikroaallot voidaan jatkuvasti suunnata Maata kohti ilman, että tarvitaan nivelliitoksia, jotka usein epäonnistuvat avaruusympäristöissä. c Mikroaaltoja ohjataan sen sijaan säätämällä solid-state-dipolien suhteellista vaihetta.
Ehkä ei ole yllättävää, että Cashin kilpailijat eivät ole samaa mieltä hänen arviostaan. Mankins, jonka kotipaikka on nyt osoitteessa Artemis Innovation Management Solutions Kaliforniassa, Yhdysvalloissa, kiistää, että hänen SPS-Alpha -konseptinsa nivelheliostaatit ovat ongelma. Sen sijaan hän väittää, että ne ovat "yksinkertainen jatke [erittäin kehittyneelle teknologialle", jota jo käytetään keskittämään auringonvaloa nesteiden lämmittämiseen ja turbiinien ohjaamiseen. "aurinkotornit" täällä maan päällä. Hän uskoo myös, että CASSIOPeiA:n vaatimat kaksoispeilit voivat olla ongelma, koska ne on rakennettava erittäin tarkasti.
”Arvostan suuresti Iania ja hänen työtään; hänen uudempi CASSIOPeiA-konseptinsa on yksi monista luonteeltaan hyvin samankaltaisista, mukaan lukien SPS-Alpha”, Mankins sanoo. "En kuitenkaan ole samaa mieltä hänen odotuksistaan, että CASSIOPeiA osoittautuu SPS-Alphaa paremmaksi." Mankinsille paras lähestymistapa avaruuteen perustuvaan aurinkoenergiaan riippuu viime kädessä kehitysprojektien tuloksista, ja todelliset sähkön kilowattitunnin kustannukset täällä maan päällä on ratkaiseva tekijä.
Skaalautuva ja näyttävä
Kiinnostus avaruusaurinkovoimaa kohtaan on saanut lisäpotkua vuoden 2010 jälkeen Ison-Britannian hallituksen vuoden 2021 raportti teknologiaan, mikä tuskin olisi voinut olla positiivisempi konseptin suhteen. Sen ovat laatineet brittiläisen konsulttiyrityksen insinöörit Frazer-Nash, joka oli kirjeenvaihdossa useiden avaruustekniikan ja energian asiantuntijoiden kanssa – mukaan lukien SPS Alphan, MR-SPS:n ja CASSIOPeiA:n keksijät.
Raportissa todettiin, että 1.7 kilometriä leveä CASSIOPeiA-satelliitti geostationaarisella kiertoradalla lähettää auringonsäteilyä 100 kilometrin päähän2 Maan päällä sijaitseva joukko mikroaaltouunivastaanottimia (tai "rectenna") tuottaisi 2 GW jatkuvaa tehoa. Se vastaa suuren perinteisen voimalaitoksen tuottoa. Se on myös paljon parempi kuin esimerkiksi nykyinen London Array tuulipuisto Thamesin suistossa, joka on noin 25 % suurempi, mutta tuottaa tuskin 190 MW:n keskitehoa.
Silmiinpistävämpi oli kuitenkin raportin taloudellinen analyysi. Perustuen arvioon, jonka mukaan täysikokoisen järjestelmän kehittäminen ja käynnistäminen maksaisi 16.3 miljardia puntaa ja että sijoitetun pääoman tuotto on vähintään 20 prosenttia vuodessa, se päätteli, että avaruuteen perustuva aurinkovoimajärjestelmä voisi noin 100 vuoden elinkaarensa aikana tuottaa energiaa 50 puntaa/MWh.
Frazer-Nash sanoo, että se on 14–52 % kalliimpaa kuin nykyinen maanpäällinen tuuli- ja aurinkoenergia. Mutta kriittisesti se on 39–49 % halvempi kuin biomassa-, ydin- tai tehokkaimmat kaasuenergialähteet, jotka ovat tällä hetkellä ainoita, jotka pystyvät tarjoamaan keskeytymätöntä "perusvoimaa". Raportin kirjoittajat sanoivat myös, että heidän konservatiivisen kustannusarvionsa "oletetaan laskevan kehityksen edetessä".
"Se on uskomattoman skaalautuva", sanoo Martin Soltau Frazer-Nash, yksi kirjoittajista. Ja koska auringonvalon taso Maata ympäröivässä avaruudessa on paljon kirkkaampi kuin alapuolella, hän arvioi, että jokainen aurinkomoduuli keräisi 10 kertaa enemmän kuin maahan asennettuna. Raportin mukaan Yhdistynyt kuningaskunta tarvitsisi yhteensä 15 satelliittia – jokaisella on oma suoraviivainen – kattamaan neljänneksen maan energiantarpeesta vuoteen 2050 mennessä. Jokainen suoralinja voisi sijaita olemassa olevan tuulipuiston vieressä tai jopa sen sisällä.
Jos järjestelmää laajennettaisiin edelleen, se voisi periaatteessa kattaa yli 150 prosenttia kaikesta maailmanlaajuisesta sähkönkysynnästä (vaikka joustava energiahuolto yleensä sanelee laajan valikoiman lähteitä). Soltau lisää, että avaruuteen perustuvalla aurinkovoimalla olisi myös paljon pienempi vaikutus ympäristöön kuin maapallolla sijaitsevilla uusiutuvilla energialähteillä. Hiilijalanjälki olisi pieni, harvinaisten maametallien mineraaleille olisi vähän vaatimuksia, eikä siinä olisi, toisin kuin tuulivoimaloissa, melua tai korkeita näkyviä rakenteita.
Jos tämä kaikki kuulostaa liian hyvältä ollakseen totta, se voi hyvinkin olla. Frazer-Nashin raportissa tunnustetaan useita "kehitysongelmia", erityisesti keinojen löytäminen langattoman energiansiirron tehostamiseksi. Chris Rodenbeck, sähköinsinööri Yhdysvaltain laivaston tutkimuslaboratoriosta Washington DC:ssä, sanoo, että tekniikan laajamittaisia demonstraatioita on vaikea saavuttaa. Ne edellyttävät pitkäjänteisiä investointeja ja kohdennettua kehitystä elektronisiin komponentteihin, kuten suuritehoisiin tasasuuntausdiodeihin, joita ei ole helposti saatavilla.
Onneksi langaton energiansiirto on kehittynyt vuosikymmeniä. Vuonna 2021 Rodenbeckin tiimi lähetti 1.6 kW sähkötehoa 1 km:n matkalle, ja mikroaaltouunin sähkön muunnostehokkuus oli 73%. Päällisin puolin se on vähemmän vaikuttava kuin tähän mennessä tehokkain langattoman energian esittely, joka tapahtui vuonna 1975, kun NASAn Goldstone-laboratorio Kaliforniassa muutti 10 GHz:n mikroaallot sähköksi yli 80 %:n hyötysuhteella. Ratkaisevaa on kuitenkin, että Rodenbeck käytti matalataajuisia 2.4 GHz:n mikroaaltoja, jotka kärsisivät paljon vähemmän ilmakehän häviöstä avaruudessa.
Vastustaakseen korkeampaa diffraktiota (säteen leviämistä), jota luonnollisesti esiintyy alhaisemmilla taajuuksilla, tutkijat hyödynsivät ympäröivää maastoa "pomppaamaan" mikroaaltoja kohti vastaanotinryhmää, mikä paransi tehotiheyttä 70 % (IEEE J. Microw. 2 28). "Teimme [testin] melko nopeasti ja halvalla maailmanlaajuisen pandemian aikana", Rodenbeck sanoo. "Olemme voineet saavuttaa enemmän."
Alkurakennus vaatii 24/7 tehtaan avaruudessa, jossa on kokoonpanolinja kuin autotehdas maan päällä.
Yang Gao, Surreyn yliopisto
Rodenbeck suhtautuu optimistisesti avaruuteen perustuvan aurinkovoiman näkymiin. Ydinfuusio on hänen mukaansa "fysiikan perusongelmia vastaan", kun taas avaruuspohjainen aurinkovoima - ja langaton voimansiirto - ovat vain "jossa dollareita vastaan". "[Se on] ainoa vihreän, uusiutuvan energian muoto, jolla on potentiaalia tarjota jatkuvaa perussähkövoimaa", Rodenbeck väittää. "Lullessa teknistä läpimurtoa [hallitussa ydinfuusiossa], näyttää erittäin todennäköiseltä, että ihmiskunta valjastaa avaruuden aurinkoenergian tuleviin energiatarpeisiin."
Varoitus tulee kuitenkin Yang Gao, avaruusinsinööri Surreyn yliopistosta Yhdistyneessä kuningaskunnassa, joka myöntää, että ehdotetun avaruusjärjestelmän "pelkkä mittakaava" "on melko mieleenpainuva". Hän uskoo, että alkuperäinen rakentaminen saattaa vaatia "24/7 tehtaan avaruudessa, jossa on kokoonpanolinja, kuten autotehdas maan päällä", luultavasti käyttämällä autonomisia robotteja. Mitä tulee laitoksen ylläpitoon, kun se on rakennettu, Gao sanoo, että se olisi "vaativaa".
Cashille ratkaisevaa on kiertorata, jonka avaruusvoimasatelliitti miehittäisi. Gestationaarinen aurinkoenergiasatelliitti olisi niin kaukana Maasta, että se vaatisi valtavia ja kalliita lähettimiä ja suorakuljetuksia siirtääkseen energiaa tehokkaasti. Mutta hyödyntämällä useita satelliitteja lyhyemmällä, erittäin elliptisellä kiertoradalla, Cash sanoo, sijoittajat voivat toteuttaa pienempiä toimivia järjestelmiä CASSIOPeiA-konseptilla murto-osalla pääomasta. SPS Alphan ja MR-SPS:n sen sijaan olisi oltava täysikokoisia ensimmäisestä päivästä lähtien.
Onko tahtoa tarpeeksi?
Ja silti suurin haaste avaruuteen perustuvalle aurinkovoimalle ei ehkä ole taloudellinen tai tekninen, vaan poliittinen. Maailmassa, jossa huomattava määrä ihmisiä uskoo 5G-mobiiliteknologiaan liittyviin salaliittoteorioihin, gigawattien mikroaaltotehon säteileminen avaruudesta Maahan voi osoittautua vaikeaksi myytäväksi – vaikka säteen maksimivoimakkuus on tuskin 250 W/m.2, alle neljännes auringon suurimmasta intensiteetistä päiväntasaajalla.
Itse asiassa Yhdistyneen kuningaskunnan raportti myöntää, että sen kannattajien on testattava yleisön halukkuutta ja "kuroitava keskustelu" avainideoista. Mutta on olemassa myös todellisia teknisiä ja yhteiskunnallisia näkökohtia. Mihin rectennat sijoitetaan? Miten satelliitit poistetaan käytöstä niiden elinkaaren lopussa lisäämättä avaruusromua? Jääkö mikroaaltospektrissä tilaa millekään muulle? Ja onko järjestelmä alttiina hyökkäyksille?
Raporttinsa jälkeen Britannian hallitus julkisti 3 miljoonan punnan rahaston auttaa teollisuudenaloja kehittämään joitakin keskeisiä teknologioita, entinen yrityssihteeri Kwasi Kwarteng sanoi, että avaruuteen perustuva aurinkovoima "voisi tarjota kohtuuhintaisen, puhtaan ja luotettavan energianlähteen koko maailmalle". Se käteispotti tuskin mene pitkälle tämän mittakaavan hankkeeseen, minkä vuoksi Soltau on auttanut perustamaan yrityksen ns. Avaruus aurinko, joka toivoo saavansa alkuperäiset 200 miljoonaa puntaa yksityisiltä sijoittajilta.
Sillä välin, mitä hän kutsuu "haluavien yhteistyöksi". Avaruusenergia-aloite, on koonnut tutkijoita, insinöörejä ja virkamiehiä yli 50 akateemisesta laitoksesta, yrityksestä ja valtion elimestä, jotka työskentelevät ilmaiseksi auttaa saamaan toimivan järjestelmän toteutumaan. SpaceX ei ole vielä listalla, mutta Soltau väittää kiinnittäneensä yhdysvaltalaisen yrityksen huomion. "He ovat erittäin kiinnostuneita", hän sanoo.
Cash ei epäile sijoitusta löytyvän. Maanpäälliset uusiutuvat energialähteet eivät voi tuottaa keskeytymätöntä perusvoimaa ilman valtavan kallista akkuinfrastruktuuria, kun taas ydinvoimalla on aina kova vastustus. Cash uskoo, että avaruuteen perustuva aurinkosähkö on olennainen osa yhdistelmää, jos aiomme saavuttaa nettonollan, ja pelkkä ihmisten pyytäminen käyttämään vähemmän energiaa on "vaarallinen idea". Suurin osa sodista on käyty havaitun resurssien puutteen vuoksi, hän sanoo. "Jos emme katso, kuinka sivilisaatio saadaan eteenpäin, vaihtoehto on hyvin pelottava."
