Európa komolyan veszi az űralapú napenergia valósággá tételét

Javaslatok napenergia sugárzására le az űrből az 1970-es évek óta léteznek, de az ötletet sokáig nem tekintik többnek, mint tudományos-fantasztikusnak. Most azonban úgy tűnik, hogy Európa komolyan veszi annak megvalósítását.

Űr alapú napenergia (SBSP) magában foglalja a napelemek masszív tömbeinek pályára állítását, hogy összegyűjtsék a napfényt, majd az összegyűjtött energiát mikrohullámokon vagy nagy teljesítményű lézereken keresztül visszasugározzák a Földre. A megközelítésnek számos előnye van a földi napenergiával szemben, beleértve az éjszaka és a rossz időjárás hiányát, valamint az atmoszféra hiányát, amely csillapítaná a napfényt. sa.

Ám az ilyen nagyméretű szerkezetek térben történő megépítésével járó mérnöki kihívások és a kapcsolódó technológiák bonyolultsága miatt az ötlet eddig a rajztáblán maradt. Az Európai Űrügynökség főigazgatója, Josef Aschbacher ezen szeretne változtatni.

A technológia régóta szószólója, Aschbacher nemrégiben bejelentette, hogy újat tervez kutatás és fejlesztés program hívásed Solaris, amely megalapozza a teljes körű rollszázad végén a technológiából. A javaslatot egy novemberi ülésen terjesztik az ESA Tanácsa elé, amely az ügynökség finanszírozásáról dönt.

"Tér alapú sez pEz fontos lépés lenne Európa szén-dioxid-semlegessége és energiafüggetlensége felé. ő tweetelt. "Már megvannak a fő építőelemek, de hadd mondjam el világosan: a projekt sikeréhez még sok technológiai fejlesztésre és finanszírozásra van szükség."

A lépés követi a két jelentés közzététele az ügynökség megbízásából az SBSP megvalósíthatóságának felmérésével a brit székhelyű Frazer-Nash tanácsadó cég és a németországi Roland Berger. Mindketten arra a következtetésre jutottak, hogy a technológia a század közepére árban versenyezhet más elektromos árammal, de néhány szám felnyitja a szemet.

A Frazer-Nash jelentés becslése szerint a kutatás és fejlesztés Az SBSP műhold prototípusának egyszerű eléréséhez szükséges beruházások elérhetik a 15.8 milliárd eurót (15.8 milliárd dollárt). Az első működő műhold megépítése körülbelül 9.8 milliárd euróba kerülhet, élettartama alatt pedig további 3.5 milliárd euróba kerülne. Minél több műholdat építenek, annál olcsóbbak lesznek, így jósol a jelentés hogy a tizedikre műhold, A tőkeköltségek 7.6 milliárd euróra, a működési költségek pedig 1.3 milliárd euróra csökkennek.

De tekintettel arra, hogy valószínűleg több tucatnyi ilyen műholdra van szükség egy ésszerű mennyiségű energia biztosításához, ezek a költségek gyorsan felhalmozódnak. A jelentés szerint egy sor 54 „gigawatt-osztályú” SBSP műhold fejlesztése és üzemeltetése 418 milliárd euróba kerülne, amit a földi energiatermelés és a CO601-kibocsátás megtakarításából származó 2 milliárd eurós haszon ellensúlyozna.s csökkentések.

És úgy tűnik, hogy ezekre a figurákra meglehetősen súlyos figyelmeztetések vonatkoznak. A Roland Berger jelentést Minden egyes SBSP műhold esetében hasonló költségbecsléseket ért el, amikor a „kulcsfontosságú technológiák és gyártási megközelítések jelentős fejlődését” figyelembe vették. De amikor a költségeket azon feltételezés alapján számolták ki, hogy minimális előrelépést látunk, a 8.1 milliárd eurós ár 33.4 milliárd euróra ugrott.

Sok olyan terület van, ahol előrelépésre van szükség. Kezdetben ezek a műholdak nagyságrendekkel nagyobbak lennének, mint bármi, amit valaha az űrben építettünk; a Roland Berger-jelentés becslése szerint a teljes területük körülbelül 15 négyzetkilométer (5.8 négyzetmérföld) lenne, szemben a 8,000 négyzetméterrel (86,000 XNUMX négyzetméter).eet) a Nemzetközi Űrállomáson.

Valószínűleg minden műhold mér 10 szor több, mint a 450 tonnás ISS, így csak a nyersanyagok pályára állítása a jelenlegi kilövési kapacitás közel 200-szoros növelését teszi szükségessé. Amint ott vannak, ezeket a szerkezeteket autonóm robotoknak kell összeállítaniuk (szemben a távirányítású robotokkal), ami jelentős fejlesztést igényel mind a robotmanipuláció, mind az AI terén.

Ezeknek a rendszereknek a fizikai összekötése wváljanak Roland Berger jelentése szerint túl sok kilövés súlyt ad hozzá, így a szerkezeteket alkotó nagyjából kétmillió alkatrész wváljanak vezeték nélkül kell vezérelni és felügyelni. Ez sokkal összetettebb szenzor-működtető hálózatot jelentene, mint bármi, amit eddig építettünk.

A legnagyobb kihívás talán mégis a hatékonyság növelése lesz vezeték nélküli energiaátvitel rendszer. A Roland Berger-jelentés megjegyzi, hogy az Egyesült Államok haditengerészeti kutatása A Laboratóriumnak sikerült kilowattnyi energiát továbbítania körülbelül egy mérföldes távolságra, de a gigawattok több ezer kilométeres űrben történő, nagy hatékonyságú sugárzása alapvető áttörést igényel.

Ha a Solaris projekt A program a nagy hatékonyságú napelemek, a vezeték nélküli energiaátvitel és a robotizált pályán történő összeszerelés terén a legkorszerűbb fejlesztésekre fog összpontosítani. A programot 2025-ig tervezték, ekkortól azt remélik, hogy elegendő információt szolgáltat az ESA számára ahhoz, hogy eldönthesse, kíván-e teljes körű fejlesztést folytatni.

De tekintettel a kihívás nagyságára, egyesek úgy vélik, hogy az SBSP egy „pite-in-the-sky” program, amelynek kicsi az esélye, hogy valósággá váljon. Mint Ars Technica megjegyzi, Elon Musk híresen nevetségessé tette az ötletet, és Casey Handmer fizikus elemzése kimutatta, hogy az átviteli veszteségek, a hőveszteségek, a logisztikaial költségek, és a büntetés, amely abból ered, hogy meg kell építenie a technológiáját, hogy túlélje az űrviszonyokat, azt jelenti, hogy az SBSP több ezer időt vesz igénybe.s drágább, mint a földi napenergia.

De nem az ESA az egyetlen egy követve ezt az ötletet. Japán legalább 2014 óta, és mostanában is komolyan vizsgálja az SBSP-t Az Egyesült Királyság és a Kína felpattantak a kocsira.

Függetlenül attól, hogy ezek a kormányok have a gyomrot, hogy lekösse az SBSP megvalósításához szükséges erőforrásokat még várni kell, de úgy tűnik, hogy a lendület épül.

A kép forrása: ESA/Andreas Treuer