Европа серьезно относится к тому, чтобы сделать космическую солнечную энергию реальностью

Предложения по лучевой солнечной энергии вниз из космоса существуют с 1970-х годов, но эта идея долгое время считалась не более чем научной фантастикой. Однако теперь Европа, кажется, серьезно относится к тому, чтобы воплотить это в жизнь.

Космическая солнечная энергия (SBSP) предполагает создание массивных массивов солнечных панелей на орбите для сбора солнечного света, а затем передачу собранной энергии обратно на Землю с помощью микроволн или мощных лазеров. Этот подход имеет ряд преимуществ перед наземной солнечной энергией, включая отсутствие ночи и ненастной погоды, а также отсутствие атмосферы, которая ослабляла бы свет от sа.

Но инженерная проблема, связанная с созданием таких больших структур в космосе, и сложность задействованных технологий означают, что идея до сих пор оставалась на чертежной доске. Генеральный директор Европейского космического агентства Йозеф Ашбахер хочет это изменить.

Давний сторонник этой технологии, Ашбахер недавно объявил о планах по созданию нового исследование и разработка программа призываютed Solaris, который заложит основу для полномасштабной ролиlиз технологии в конце этого века. Предложение будет представлено Совету ЕКА, который принимает решения о финансировании агентства, на встрече в ноябре.

Космический sOlar pЭто станет важным шагом на пути к углеродной нейтральности и энергетической независимости Европы». он чирикал. «У нас уже есть основные строительные блоки, но позвольте мне прояснить: для успеха проекта по-прежнему необходимы значительные технологические разработки и финансирование».

Движение следует за выпуск двух отчетов по заказу агентства для оценки осуществимости SBSP британской консалтинговой компанией Frazer-Nash и немецкой компанией Roland Berger. Оба пришли к выводу, что эта технология сможет конкурировать с другими формами электричества по цене к середине этого века, но некоторые цифры открывают глаза.

Согласно отчету Frazer-Nash, исследование и разработка инвестиции, необходимые для того, чтобы просто получить прототип спутника SBSP, могут составить 15.8 млрд евро (15.8 млрд долларов США). Строительство первого работающего спутника может стоить около 9.8 миллиардов евро, а эксплуатация в течение всего срока службы обойдется еще в 3.5 миллиарда евро. Чем больше спутников будет построено, тем дешевле они станут, прогнозируется в докладе который к десятому спутник, капитальные затраты снизятся до 7.6 млрд евро, а эксплуатационные расходы — до 1.3 млрд евро.

Но учитывая, что для обеспечения разумного количества энергии, вероятно, потребуются десятки таких спутников, эти затраты быстро возрастут. Согласно отчету, разработка и эксплуатация массива из 54 спутников SBSP «гигаваттного класса» будет стоить 418 миллиардов евро, что будет компенсировано 601 миллиардом евро за счет экономии на наземном производстве энергии и выбросах CO2.s сокращений.

И похоже, что эти цифры подлежат довольно серьезным оговоркам. Роланд Бергер отчету достигли аналогичных оценок стоимости для каждого спутника SBSP с учетом «существенного прогресса в ключевых технологиях и подходах к производству». Но когда они рассчитали затраты, исходя из предположения, что мы видим минимальный прогресс, цена в 8.1 миллиарда евро подскочила до 33.4 миллиарда евро.

Есть много областей, где необходимо добиться прогресса. Во-первых, эти спутники будут на несколько порядков больше, чем все, что мы когда-либо строили в космосе; Согласно отчету Роланда Бергера, их общая площадь составит около 15 квадратных километров (5.8 квадратных миль) по сравнению с 8,000 квадратных метров (86,000 XNUMX квадратных метров).eeт) Международной космической станции.

Каждый спутник, вероятно, будет весить 10 раз больше, чем 450-тонная МКС, так что только вывод сырья на орбиту потребует почти 200-кратного увеличения текущей пусковой мощности. Оказавшись там, эти структуры должны будут собираться автономными роботами (в отличие от роботов с дистанционным управлением), что потребует значительного улучшения как роботизированных манипуляций, так и ИИ.

Физически связать эти системы вместе wУальд добавить слишком много стартового веса, согласно отчету Роланда Бергера, поэтому примерно два миллиона компонентов, из которых состоят конструкции,Уальд должны контролироваться и контролироваться по беспроводной сети. Это будет представлять собой сеть датчиков и исполнительных механизмов, намного более сложную, чем все, что мы построили на сегодняшний день.

Однако, возможно, самой большой проблемой будет повышение эффективности беспроводная передача энергии система. В отчете Роланда Бергера отмечается, что Военно-морские исследования США Лаборатории удалось передать киловатты мощности на расстояние около мили, но для передачи гигаватт энергии на тысячи километров через пространство с высокой эффективностью потребуются фундаментальные прорывы.

Если же линия индикатора проект Солярис получит добро, она сосредоточится на продвижении передовых технологий в области высокоэффективных солнечных элементов, беспроводной передачи энергии и сборки роботов на орбите. Программа рассчитана до 2025 года, и есть надежда, что к этому моменту она предоставит ЕКА достаточно информации, чтобы решить, хочет ли оно продолжать полноценную разработку.

Но, учитывая масштабы проблемы, некоторые считают, что SBSP — это схема журавля в небе, у которой мало шансов стать реальностью. В качестве Ars Technica отмечает, Илон Маск высмеял эту идею, а анализ, проведенный физиком Кейси Хандмером, показал, что потери при передаче, тепловые потери, логистическиеal расходы, а затраты, связанные с необходимостью создания вашей технологии, чтобы выжить в суровых условиях космоса, означают, что SBSP будет тысячу разs дороже, чем наземная солнечная энергия.

Но ЕКА не единственная one преследуя эту идею. Япония серьезно занимается расследованием SBSP как минимум с 2014 года, а совсем недавно Объединенное королевство и Китай вскочили на подножку.

Независимо от того, есть ли у какого-либо из этих правительствve желудок, чтобы выделить ресурсы, необходимые для того, чтобы сделать SBSP реальностью остается увидеть, но кажется, что импульс нарастает.

Кредит изображения: ESA/Andreas Treuer