ENERGIJA SA KRAJNJIH GRANICA

U nekom trenutku pre 2050 godine, sateliti koji sakupljaju solarnu energiju i šalju je ka Zemlji postaće osnovni izvor energije koji će teravate električne struje usmerenim zracima slati neprekidno iz svemira. Tako barem piše u nedavno objavljenom izveštaju Pentagonovog Svemirskog odeljenja za nacionalnu bezbednost (NSSO) u kojem pod oznakom "Poverljivo" piše da će se "osnovni koncept pojaviti za 4 do 6 godina a prvi sistemi između 2017 i 2020. godine".

U izvesnoj meri ideja je smislena i ostvarljiva: iznad zemljine atmosfere, solarna ćelija prima oko 40 puta više energije godišnje od ekvivalentne postavke na zemljinoj površini zbog nepostojanja rasejavanja koje uzrokuje atmosfera i sezonskih ili dnevno/noćnih promena intenziteta svetlosti. U izveštaju NSSO se navodi da bi svemirski brod sa solarnim ćelijama koji bi kružio u Zemljinoj orbiti bio uporediv s trenutno postojećim elektranama koje bi zauzimale nekoliko hektara ili, u najboljem slučaju uz primenjenu najmoderniju tehnologiju, nekoliko kvadratnih kilometara. Energija koju bi solarne ćelije akumulirale slala bi se na Zemlju ogromnim laserom ili mikrotalasnim zracima.

U izveštaju "Solarna energija iz svemira kao prilika za stratešku bezbednost" ("Space Based Solar Power as an Opportrunity for Strategic Security") optimistički se predviđa da bi jedna primena novih sistema mogla da bude slanje "pomoći u energiji" preko satelita u konfliktna ili područja pogođena prirodnim nesrećama, čime bi se smanjili ljudski gubici u ratu za resurse ili katastrofama koje uzrokuje globalno zagrevanje. "Tehnologija se već neko vreme razvija", kaže Džozef Ruž, direktor odeljenja NSSO. "Istinski težak i skup deo je njeno postavljanje u orbitu. Biće nam potrebna redovna i stalna lansiranja i robotski sistemi za sklapanje u orbiti. To je program vredan 10 milijardi dolara, ali bi do 2050. godine mogao da učestvuje sa deset procenata u energetskim potrebama SAD."

Ti novi izvori energije mogli bi biti od strateškog značaja pošto se rezerve sirove nafte smanjuju. Prema izveštaju nemačke Grupe za energiju prošle godine došlo je do najveće moguće eksploatacije, a do 2030. godine biće prepolovljena, smanjujući se po godišnjoj stopi od 7 procenata. U NSSO procenjuju da svi preostali resursi nafte sadrže 250 teravat godina energije ali da jedan kilometar široka "traka" geosinhrone orbite svake godine primi oko 212 teravat godina energije.

Smrtonosno oružje?

Prvi sistemi koji će se naći u svemiru generisaće između 10 i 25 MW energije, što je dovoljno za grad od 25.000 stanovnika. Ako se energija prenosi mikrotalasnim zracima, biće neophodna površina od jedne desetine kvadratnog kilometra da tu energiju prihvati. Za "hvatanje" širih zraka biće potrebni veći kolektori. Međutim, zar ti mikrotalasni zraci iz svemira neće biti smrtonosno oružje?

"Ako zrak frekvencije 2,45 GHz promaši svoju metu na Zemlji i 'pogodi' neki grad, efekat bi bio zanemarljiv" kaže pukovnik Kol Demphaus. "Dok mikrotalas stigne do površine u velikoj meri se raspe. Gustina energije tada iznosi jednu šestinu energije sunca u podne."

Američka armija bi takav uređaj mogla da koristi za snabdevanje energijom svojih trupa. Vojne jedinice na terenu plaćaju dolar za kilovat sat, a mnogo više za dopremanje goriva. Mnogi životi bi bili spašeni skraćivanjem dugih i ne tako jakih logističkih lanaca - iako bi za takvu primenu bili neophodni veliki kolektori.

Zrak je najsnažniji u blizini izvora, pa iako na visini od 40.000 kilometara ne bi predstavljao rizik za astronaute u Međunarodnoj svemirskoj stanici, mogao bi da smeta telekomunikacijama ili satelitima za nadzor u geostacionarnoj orbiti. "Kontrola svemirskih letova bi morala da bude sigurna da je lansiranje satelita bezbedno", kaže Demphaus. "Takođe bi morala da obezbedi da letelice ne ometaju jedna drugu."

Leopold Samerer, vođa tima za napredne koncepte u Evropskoj svemirskoj agenciji, smatra da bi laserski zraci bili bolji od mikrotalasnih zbog više frekvencije na kojoj se emituju i uže aperture. Njegov tim je zadužen za koordinaciju istraživačkih projekata velikih evropskih proizvođača električne energije i kompanija koje se bave svemirskim programom. "Do trenutka kada se pojave svemirske solarne ćelije, na svom mestu i u radu će već biti velika solarna postrojenja na Zemlji", kaže Samerer. "Isti solarni paneli bi mogli da se koriste za prijem energije koja stiže laserskim zracima. Uštede novca za skladištenje energije bi bile velike ako bi se energija iz svemira slala noću i tokom cele godine."

Različite platforme koje se trenutno razmatraju neće biti konkurentne sve dok se ne smanje troškovi svemirskih letova. Budžet agencije NASA je skresan a japanska agencija JAXA ima tehničke probleme. Međunarodna svemirska stanica na jedvite jade opravdava troškove i sredstva koja se i dalje ulažu u nju. U ovom trenutku nijedna agencija ne izdvaja sredstva za lansiranje svemirskih solarnih elektrana. Ruž kaže: "Ovo je komercijalni poduhvat. Prvi klijent bi mogla da bude vlada SAD, ali ona sigurno neće učestvovati u njegovom ostvarivanju."

Međunarodna svemirska stanica u Zemljinoj orbiti, snimljena 5. novembra, posle popravke njenih solarnih ćelija (foto: NASA)

Slanje solarne energije iz svemira moglo bi da bude mnogo profitabilnije od svemirskog turizma. Potencijalno bi moglo da smanji troškove lansiranja letelica u svemir, pa bi veliki broj drugih misija postao ostvarljiviji. Istraživanje koje je prošle godine sprovedeno pokazalo je da je lansiranje satelita za solarnu energiju na vrhu liste želja zainteresovanih strana.

Poslednjih 40 godina sistemi za prenošenje energije mikrotalasima i laserom su uspešno testirani u Evropi, SAD i Japanu. Bespilotne letelice i lunarna vozila koja se energijom napajaju na daljinu zracima određene frekvencije su već dokazani projekti. Japanci su testirali reakcije u jonosferi na frekvencijama koje se koriste za sisteme svemirskih solarnih elektrana i rezultati su bili pozitivni. Ostaje još da se reši pitanje velikih, isplativih sistema.

Testiranje prototipova

Space Island Group je nedavno osnovana kalifornijska kompanija sa vrlo ambicioznom strategijom. Generalni direktor Džin Mejers kaže da je kompanija već skoro zatvorila finansijsku konstrukciju za testiranje prototipnog sistema, koji bi koštao oko 200 miliona dolara. "Očekujemo da će se prototip u orbiti naći za najviše dve godine. To će biti sistem snage 10-25 MW u nižoj orbiti oko naše planete, koji će pomoću mikrotalasnog zraka slati energiju stanicama na Zemlji, verovatno izgrađenim u Evropi".

Glavni konkurenti su im Mitsubishi i za sada još neimenovani evropski konzorcijum. "Mitsubishi je dalje odmakao u razvoju prototipa, ali su problem troškovi lansiranja", kaže Mejers. Njegova kompanija će koristiti Nasine rezervoare za gorivo i lansirne kapacitete izgrađene sedamdesetih godina prošlog veka. "Projektovani su tako da se lansiranja mogu obavljati na svakih sedam dana, pa to otvara mogućnost da se u orbiti napravi veći sistem solarnih ćelija." Plan kompanije SpaceIsland je da se u pogon do 2025. godine pusti sistem snage 100 gigavata.

Indijska vlada je zainteresovana da postane jedan od prvih klijenata. Mnoge ruralne oblasti u toj zemlji se ubrzano razvijaju ali još uvek nemaju pristup nacionalnoj distributivnoj mreži. Takođe, vrlo je velik broj ostrvskih zemalja koje izdvajaju ogromna sredstva za distribuiranje električne energije.

Leopold Samerer iz Evropske svemirske agencije kaže: "Smatram da ćemo pre ili kasnije početi da koristimo tu tehnologiju. Ako jedna zemlja razvije sisteme svemirskih solarnih elektrana, i druge će ozbiljno početi da razmišljaju o tome. Neće moći da odole novom izazovu."

Izvor: The Guardian, NSSO