Вчені хочуть створити електростанцію в космосі. Наскільки це реально та як допоможе людству?

Енергія космосу

Як відомо, щодня Земля отримує від Сонця в рази більше енергії, ніж усе людство споживає протягом року. Проблема полягає в тому, що наразі ми не навчилися ефективно збирати і використовувати цю енергію.

Набагато сучасніший метод видобування сонячної енергії планують розробити в ESA: генеральний директор агентства Йозеф Ашбахер запросить в уряду ЄС кошти на нову програму Solaris.

У межах цієї програми планується проведення масштабного дослідження, яке дозволить оцінити перспективи спорудження сонячної електростанції на орбіті Землі.

За попередніми даними, така станція зможе переробляти потужніші потоки сонячної енергії поза земною орбітою на електроенергію, передаючи її на Землю за допомогою високочастотного радіовипромінювання та лазерних променів.

Журналісти британської газети Frazer-Nash підрахували, що загальна вартість будівництва, запуску та експлуатації станції в період з 2022-го по 2070-й варіюватиметься в діапазоні від 149 до 262 мільярдів євро.

При цьому проєкт має задовольнити енергетичні потреби Європи та зберегти мету досягнення нульових вуглецевих викидів до 2050-го. Передбачається, що основне сузір'я із 54 супутників «гігаватного класу» видасть понад $600 млрд прибутку за аналогічний період до 2070 року.

«У нас уже є основні будівельні блоки, але дозвольте мені пояснити: для успіху проєкту, як і раніше, необхідні значні технологічні розробки та фінансування», — заявив Ашбахер.

В ESA також вважають, що реалізація проєкту Solaris дозволить Європі стати «ключовим гравцем і потенційним лідером у міжнародних перегонах за масштабованими рішеннями в галузі екологічно чистої енергії».

У кращому випадку вартість одного супутника для Solaris може становити 8,1 млрд євро, а вартість його експлуатації протягом 30 років — 7,5 млрд, засвідчує дослідження консалтингової компанії Roland Berger.

Аналітики вважають, що цей проєкт має великий потенціал для того, аби «стати конкурентоспроможною технологією відновлюваних джерел енергії». Торік уряд Великої Британії включав видобування енергії у космосі в перелік інших технологій альтернативної енергетики.

Передбачалося, що перший британський супутник, який зможе передавати сонячну електроенергію з орбіти на Землю, з’явиться у 2035 році.

Проблеми проєкту

Про аналогічні розробки сьогодні заявляють і в Китаї: нещодавно Академія космічних технологій КНР анонсувала проведення випробувань з бездротової передачі енергії.

Експерименти мають провести на низькій навколоземній орбіті у 2028 році, а виведення супутника мегаватного класу на геостаціонарну орбіту заплановане до 2030-го.

Незважаючи на те що вкрай ефективні ракети-носії (на кшталт Starship, що розробляється SpaceX) допоможуть значно знизити витрати на запуск, у подібних проєктів залишається низка ключових проблем.

Серед них відсутність ключових технологій, тривала розробка і виробництво нових систем, а також політичні наслідки першої в історії передачі енергії з космосу.

Навіть згідно з планом китайських учених, початок експлуатації перших робочих супутників, які вироблятимуть до двох гігават електроенергії, розпочнеться не раніше 2050 року. Ці супутники планують розмістити на висоті майже 36 тис. км над поверхнею Землі, і вони будуть практично нерухомими стосовно нашої планеті.

Уперше концепція космічної електростанції з’явилася у 1960-х, але досі всі розробки у цьому напрямі перебувають лише на початковому етапі.

Нагадаємо, згідно з нещодавнім дослідженням групи астрофізиків з NASA та кількох американських університетів, питання виживання людства в найближчі кілька століть залежатиме саме від нових технологій видобутку та виробництва енергії.

Провідний автор дослідження Джонатан Цзян із Лабораторії реактивного руху NASA заявив, що якщо людство стрімко не перейде з джерел енергії на ядерні та відновлювані, — ми завдамо надто великої шкоди біосфері Землі, щоб продовжувати будь-який рух за цивілізаційною шкалою Кардашева.

Науковці вважають, що країнам уже зараз потрібно досягти щорічного зростання використання відновлюваної та ядерної енергій на 2,5%, щоб у наступні 20−30 років ці джерела енергії витіснили викопне паливо.