Kina je započela ambiciozan projekat izgradnje svemirske solarne elektrane u orbiti, koja bi, prema najavama, mogla da proizvodi više energije nego što se može dobiti iz svih poznatih izvora na Zemlji.
Prema planovima Kineske akademije svemirske tehnologije (CAST), prvi test prenosa energije iz svemira na Zemlju trebalo bi da se dogodi već 2028. godine, kada će biti lansiran eksperimentalni satelit u nisku Zemljinu orbitu. Do 2030. planirano je postavljanje pilot-elektrane snage jednog megavata u geostacionarnu orbitu, a do 2035. sistem bi trebalo da dostigne kapacitet od 10 megavata.
Do 2050. godine planirana je izgradnja velike orbitalne elektrane snage 2 GW, koja bi godišnje proizvodila oko 100 TWh, odnosno 100 milijardi kWh električne energije. To je oko 25% više od proizvodnje najveće hidroelektrane na svetu.
Long Lehao, raketni stručnjak i član Kineske akademije inženjerstva, izjavio je u predavanju koje je preneo South China Morning Post da je ovaj projekat „jednako značajan kao kada bi brana Tri klanca bila premeštena u geostacionarnu orbitu na 36.000 kilometara iznad Zemlje“.
„To je neverovatan projekat kojem zaista možemo da se radujemo“, dodao je.
Kako će funkcionisati svemirska solarna elektrana?
Kineska svemirska solarna elektrana funkcionisaće tako što će sunčevu energiju prikupljati pomoću velikih solarnih panela, zatim je pretvarati u mikrotalase koji će biti emitovani ka Zemlji, gde će se njihova energija ponovo pretvarati u električnu. Elektrana će biti postavljena u geostacionarnu orbitu iznad ekvatora, što će joj omogućiti da stalno bude iznad iste tačke na Zemlji i da neprekidno šalje energiju ka Kini.
Pošto će se nalaziti iznad atmosfere i izvan većeg dela Zemljine senke, moći će gotovo stalno da prima sunčevu svetlost, bez obzira na vremenske uslove, oblake ili noć – što je ograničenje kod svih zemaljskih sistema.
Kineski naučnici su već demonstrirali prenos energije putem mikrotalasa u laboratorijskim uslovima, a sledeći korak je testiranje u svemiru. Jedna od ključnih inovacija ovog projekta su solarni paneli koji će u svemiru imati veću efikasnost, između ostalog zbog većeg intenziteta sunčeve svetlosti usled odsustva atmosfere, vlage i prašine.
Studija NASA pokazala je da bi ovakve svemirske elektrane mogle da proizvode električnu energiju čak 99% vremena u toku godine. Long je u svom predavanju rekao da bi energija prikupljena za godinu dana bila ekvivalentna ukupnoj količini nafte koja se može izvući iz Zemlje.
Ozbiljni izazovi
Iako kineski planovi deluju kao savršeno rešenje za globalnu krizu klimatskih promena i fosilnih goriva, postoje brojni izazovi – a najveći je veličina same elektrane.
Procenjuje se da će solarni niz, kada bude u potpunosti sastavljen, biti širok oko jedan kilometar, što znači da će biti veći od mnogih zemaljskih postrojenja. To, međutim, podrazumeva da će lansiranje delova u orbitu zahtevati izuzetno snažne rakete.
Long i njegov tim razvijaju za tu svrhu višekratno upotrebljivu raketu Dugi marš 9 (CZ-9), namenjenu teškim teretima, s kapacitetom podizanja od 150 tona – što je otprilike težina odraslog plavetnog kita.
Radonić: Ne sumnjam u kineski uspeh
Poznati popularizator nauke i astronom Ante Radonić navodi da, s obzirom na brzinu kojom se Kina razvija u oblasti svemirske tehnologije, ne sumnja u uspeh ovog velikog projekta.
„Lansiranje u geostacionarnu orbitu zahteva znatno više energije nego, recimo, slanje letelice prema Mesecu ili dostizanje brzine potrebne za beg iz Zemljinog gravitacionog polja. Kada se eliptičnom transfernom orbitom stigne do željene visine, potrebno je dodatno ubrzanje od 1,5 km/s da bi letelica prešla u kružnu orbitu. Uz to, mora se obezbediti da nagib prema ekvatorskoj ravni bude nula, kako bi letelica stalno ostajala iznad iste tačke na ekvatoru“, objašnjava Radonić za Index.
Kina planira i misije na Mesec
Kina već razvija raketu Dugi marš 9 i za potrebe budućih misija na Mesec, planiranih oko 2030. godine. Za te misije koristiće se raketa Dugi marš 10. Radonić ističe da je pitanje samo koliko će lansiranja biti potrebno za sklapanje ogromne solarne elektrane.
„Poznato je da su kineski inženjeri razvili tehnologiju automatskog spajanja modula u orbiti. Njihovi teretni brodovi bez posade već bez problema dostavljaju zalihe, opremu i gorivo na svemirsku stanicu Tiangong. Istu tehniku upotrebiće i za sklapanje solarne elektrane“, dodaje Radonić.
Napominje i da su na kineskoj orbitalnoj stanici već demonstrirani savitljivi solarni paneli, koji se u svemir šalju zarolani poput tepiha – tehnologija slična onoj koju trenutno testira NASA na Međunarodnoj svemirskoj stanici.
„Neće biti problem da se sastavi velika orbitalna solarna elektrana, ali je teško proceniti koliko će godina trebati da se sve pripremi za početak izgradnje. Ključni korak biće uspešno testiranje prenosa energije do Zemlje putem mikrotalasa. Pilot-sistem biće prva realna proba izvodljivosti“, ističe Radonić.
Dalekosežne posledice
Prema pisanju South China Morning Posta, mnogi već nazivaju kinesku svemirsku solarnu elektranu „Menhetn projektom“ energetike. S obzirom na odlučnost i tempo kineskih svemirskih ambicija, taj naziv možda i nije preuveličan.
Ako Kina uspe, posledice bi mogle biti ogromne. Ova tehnologija mogla bi da značajno utiče na globalnu energetsku bezbednost i smanji zavisnost od fosilnih goriva.
Japan je nedavno objavio da je takođe blizu toga da već naredne godine počne s prenosom solarne energije iz svemira na Zemlju, što ukazuje da bi svemirske solarne elektrane mogle postati sledeći veliki izazov u globalnoj svemirskoj trci.
Korak ka civilizaciji tipa II
Zanimljivo je da se ovakav tehnološki razvoj poklapa s vizijom sovjetskog astrofizičara Nikolaja Kardaševa, koji je 1964. godine predložio svoju skalu kojom deli napredne civilizacije u svemiru prema stepenu iskorišćenosti energije – posebno energije sopstvene zvezde.
Na toj skali, civilizacija tipa I koristi svu raspoloživu energiju na matičnoj planeti (vetar, okeane, vulkane, sunčevu energiju s površine itd.). Procenjuje se da se čovečanstvo trenutno nalazi na nivou od oko 0,7.
Civilizacija tipa II koristi gotovo svu energiju svoje zvezde, na primer putem megastruktura kao što je Dysonova sfera, koja bi u potpunosti obuhvatila zvezdu. Tip III koristi energiju čitave galaksije – stotina milijardi zvezda.
