Японский спутник будет передавать солнечную энергию на Землю в 2025 году
ЛОНДОН – Япония собирается направить солнечную энергию из космоса на Землю в следующем году, через два года после того, как аналогичный подвиг был достигнут американскими инженерами. Эта разработка знаменует собой важный шаг на пути к возможной космической солнечной электростанции, которая могла бы помочь миру отказаться от ископаемого топлива в условиях усиливающейся борьбы с изменением климата.
Выступая на Международной конференции по энергетике из космоса, состоявшейся здесь на этой неделе, Коити Идзичи, советник японского исследовательского института Japan Space Systems, изложил дорожную карту Японии по созданию на орбите миниатюрной солнечной электростанции космического базирования, которая будет передавать по беспроводной сети энергии с низкой околоземной орбиты на Землю.
«Это будет небольшой спутник весом около 180 килограммов [400 фунтов], который будет передавать мощность около 1 киловатта с высоты 400 километров [250 миль]», — сказал Иджичи на конференции.
Один киловатт — это количество энергии, необходимое для работы бытового прибора, например небольшой посудомоечной машины, в течение часа, в зависимости от его размера. Таким образом, демонстрация далека от масштаба, необходимого для коммерческого использования.
Космический корабль будет использовать бортовую фотоэлектрическую панель площадью 22 квадратных фута (2 квадратных метра) для зарядки аккумулятора. Накопленная энергия затем будет преобразована в микроволны и передана на приемную антенну на Земле.
Поскольку космический корабль движется очень быстро — около 17 400 миль в час (28 000 км/ч), элементы антенны придется разнести на расстояние около 25 миль (40 км) на расстоянии 3 миль (5 км) друг от друга, чтобы обеспечить достаточно энергии для быть передано. «Передача займет всего несколько минут», — сказал Иджичи. «Но как только батарея разряжается, для ее подзарядки потребуется несколько дней».
Миссия, являющаяся частью проекта под названием OHISAMA (по-японски «солнце»), готовится к запуску в 2025 году. Исследователи уже продемонстрировали беспроводную передачу солнечной энергии на землю от стационарного источника и планируют провести передачу с самолета в декабре. По словам Иджичи, самолет будет оснащен идентичной фотоэлектрической панелью, которая будет установлена на космическом корабле, и будет передавать энергию на расстояние от 3 до 4 миль (5-7 км).
От концепции к реальности
Производство солнечной энергии в космосе, впервые описано в 1968 году бывшим инженером Аполлона. Питера Глейзера считали научной фантастикой. Хотя эта технология теоретически осуществима, она считается непрактичной и слишком дорогостоящей, поскольку для производства необходимой выходной мощности требуется собирать огромные конструкции на орбите. Но, по мнению экспертов, выступавших на конференции, эта ситуация изменилась в результате недавних технологических достижений и срочной декарбонизации мирового энергоснабжения, чтобы предотвратить изменение климата.
В отличие от большинства технологий производства возобновляемой энергии, используемых на Земле, включая солнечную энергию и энергию ветра, солнечная энергия космического базирования может быть доступна постоянно, поскольку она не будет зависеть от погоды и времени суток. В настоящее время атомные электростанции или электростанции, работающие на газе и угле, используются для покрытия спроса, когда ветер прекращает дуть или после захода солнца.
Улучшения в технологиях могут помочь частично решить проблему в будущем. Но некоторые части головоломки все еще отсутствуют, чтобы обеспечить бесперебойное энергоснабжение с нейтральным уровнем выбросов углерода к середине этого столетия, как это предусмотрено международными соглашениями об изменении климата. Развитие робототехнических технологий, повышение эффективности беспроводной передачи энергии и, самое главное, появление гигантской ракеты Starship от SpaceX могут позволить солнечной энергии космического базирования стать реальностью, заявили эксперты на конференции.
В прошлом году спутник, построенный инженерами Калифорнийского технологического института в рамках миссии Space Solar Power Demonstrator, впервые излучал солнечную энергию из космоса. Миссия, завершившаяся в январе, была отмечена как важная веха. В стадии разработки находятся еще многие демонстрационные проекты космической солнечной энергетики. Эту технологию изучают космические и исследовательские агентства по всему миру, включая Европейское космическое агентство, Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов и ВВС США. Коммерческие компании и стартапы также разрабатывают концепции, используя возможности Starship и появление передовой космической робототехники.
Однако не все в восторге от потенциала космической солнечной энергии. В январе НАСА опубликовало отчет, в котором ставится под сомнение осуществимость этой технологии. Сложность и количество энергии, необходимой для строительства, запуска и сборки орбитальных электростанций, означают, что энергия, которую они производят, будет слишком дорогой — 61 цент за киловатт-час по сравнению со всего лишь 5 центами за киловатт-час для солнечной или солнечной энергии на Земле. ветряная энергия.
Кроме того, общий углеродный след производства электроэнергии и количество выбросов парниковых газов, генерируемых ракетами, выводящими эти сборки на орбиту, делают солнечную энергетику космического базирования гораздо менее благоприятной для климата, чем технологии, используемые на Земле. Например, космической солнечной электростанции мощностью в гигаватт, такой как концептуальная установка CASSIOPeiA, предложенная британской фирмой Space Solar, потребуется 68 звездолетов, чтобы добраться до космоса.
