Дорого и тяжело: зачем Европе солнечная батарея в космосе

Что происходит

• По словам Йозефа Ашбахера, космическая солнечная энергетика (space-based solar power, SBSP) может стать важным шагом на пути к углеродной нейтральности и энергетической независимости Европы. Предполагается, что источниками энергии станут солнечные панели на орбите, которые собирают энергию и отправляют ее на Землю при помощи микроволн или мощных лазеров.
• По оценкам британской консалтинговой компании Frazer-Nash, инвестиции в исследования и разработку прототипа SBSP-спутника могут составить €15,8 млрд. Строительство первого действующего спутника может обойтись в €9,8 млрд, эксплуатация — в €3,5 млрд. При этом стоимость строительства и эксплуатации спутников будет сокращаться по мере их появления — до €7,6 млрд и €1,3 млрд соответственно.
• Чтобы отправлять на Землю достаточно энергии, необходимо, по оценкам Frazer-Nash, 54 спутника SBSP. При общей стоимости в €418 млрд проект позволит сэкономить €601 млрд от производства энергии на Земле, а также сократить выбросы CO₂.
• Другая консалтинговая компания, Roland Berger, оценила стоимость одного спутника в €33,4 млрд.
• Кроме этого, подчеркивают эксперты Roland Berger, SBSP-спутник будет больше любого другого спутника. Его площадь составит 15 км², а вес — более 4,5 тыс. т. Чтобы сократить вес при запуске, спутник необходимо запускать в разобранном виде, а на орбите собирать при помощи автономных роботов — однако сейчас такой технологической возможности нет.
• Также в Roland Berger сомневаются в возможности передавать гигаватты электроэнергии на таком большом расстоянии с помощью существующих технологий.
• Физик Кейси Хандмер подсчитал, что из-за тепловых потерь, стоимости логистики и сложностей строительства в космосе SBSP технология обойдется в тысячи раз дороже традиционного производства электроэнергии.

Что это значит

Чтобы собирать солнечную энергию в космосе, необходим специальный огромный спутник, оснащенный солнечными батареями. Панели вырабатывают электричество, которое с помощью высокочастотных радиоволн передается на Землю. На Земле специальная антенна преобразует радиоволны в электричество и подает ток в электросеть.

Среди преимуществ такой технологии выделяют постоянный доступ к солнечному свету и отсутствие помех из-за плохой погоды. В то же время существует ряд проблем. Солнечные системы много весят, поэтому в космос их необходимо отправлять в разобранном виде, где на орбите конструкцию уже соберут автономные роботы — для этого нужен гораздо более продвинутый ИИ, нежели существующий сегодня. Кроме того, космические запуски выбрасывают большое количество углекислого газа в атмосферу. Также в космосе панели будут быстро изнашиваться из-за столкновений с космическим мусором и воздействия прямых солнечных лучей. Наконец, до сих пор не нет технологии, которая бы могла передать огромные объемы энергии на Землю на таком большом расстоянии.

Тем не менее, в разных странах с 1970-х ученые продолжают разрабатывать идеи по передаче электроэнергии из космоса на Землю. Например, японское агентство космических исследований Japan Space Systems планирует к 2025 году представить космическую солнечную энергетическую систему. Станция с помощью спутника будет собирать солнечную энергию и отправлять ее на Землю.

Кроме этого, в Великобритании правительство рассматривает предложение о строительстве солнечной электростанции в космосе стоимостью £16 млрд. А в Китае планируется провести испытания космической электростанции уже в 2028 году.