Obsah:
2023 Autor: Brooke Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-05-20 23:53
WASHINGTON – Zpráva schválená Pentagonem vyzývá Spojené státy, aby převzaly vedení ve vývoji vesmírných platforem schopných zachycovat sluneční světlo a vysílat elektrickou energii na Zemi.
Vesmírná solární energie má podle zprávy potenciál pomoci Spojeným státům odvrátit změnu klimatu a vyhnout se budoucím konfliktům kvůli ropě tím, že využije energii Slunce k poskytnutí v podstatě nevyčerpatelných zásob čisté energie.
Zprávu „Vesmírná solární energie jako příležitost pro strategickou bezpečnost“vypracoval Národní bezpečnostní vesmírný úřad Pentagonu letos na jaře jako společné úsilí, které se do značné míry opíralo o internetové diskuse více než 170 vědeckých, právních a obchodních expertů z celého světa. svět. Space Frontier Foundation, aktivistická organizace, která je obvykle kritická vůči vládním vesmírným programům, hostila webovou stránku používanou ke shromažďování vstupů pro zprávu.
Ve svém projevu na tiskové konferenci, která se zde konala 10. října za účelem odhalení zprávy, podplukovník americké námořní pěchoty Paul Damphousse z Národního úřadu pro vesmírnou bezpečnost uvedl, že šestiměsíční studie, přestože byla „provedena levně“, přinesla některé velmi pozitivní zjištění o proveditelnosti vesmírné solární energie a jejím potenciálu posílit národní bezpečnost USA.
"Jedním z hlavních zjištění bylo, že solární energie z vesmíru pro nás v 21. století představuje strategickou příležitost," řekl Damphousse. "Může to posunout naši bezpečnost a svobodu jednání v USA a partnerech a zaslouží si další významnou studii a demonstraci ze strany Spojených států, abychom mohli pomoci buď Spojeným státům tento vývoj, nebo umožnit komerčnímu sektoru, aby posílil."
Potřebné demonstrace
Konkrétně zpráva vyzývá vládu USA, aby se zavázala k rozvoji vesmírné solární energie financováním postupně větších a dražších technologických demonstrací, které by vyvrcholily vybudováním platformy na geosynchronní oběžné dráze větší než mezinárodní vesmírná stanice a schopné vysílat 5 -10 megawattů energie do přijímací stanice na zemi.
V blízké budoucnosti by vláda USA měla financovat hloubkové studie a některé počáteční demonstrace konceptu, které by ukázaly, že solární energie ve vesmíru je technicky a ekonomicky životaschopná řešení rostoucích světových energetických potřeb.
Kromě svého potenciálu zmírnit budoucí energetické války a zmírnit globální oteplování, Damphousse řekl, že vyzařování energie z vesmíru by také umožnilo americké armádě provozovat předsunuté základny ve vzdálených nepřátelských oblastech, jako je Irák, aniž by se spoléhaly na zranitelné konvoje na nákladní auta s fosilními palivy. k provozu elektrických generátorů potřebných k udržení rozsvícených světel.
Jak se uvádí ve zprávě, „vyzařovaná energie z vesmíru v množství větším než 5 megawattů má potenciál být rušivou změnou hry na bitevním poli. a její technologie bezdrátového přenosu energie by mohla usnadnit extrémně flexibilní „energii na vyžádání“pro bojové jednotky a instalace napříč celým divadlem a zároveň výrazně snižuje závislost na pozemních dodávkách paliva."
Ačkoli by americká armáda měla obrovské výhody z vesmírné solární energie, Damphousse řekl, že Pentagon pravděpodobně nebude financovat vývoj a demonstrace této technologie. Řekl, že tato role by byla vhodnější pro NASA nebo ministerstvo energetiky, které obě v minulosti studovaly vesmírnou solární energii.
Pentagon by však byl ochotným včasným osvojitelem nové technologie, řekl Damphousse, a poskytl by potenciálně robustní trh pro firmy, které se snaží vybudovat podnikání na vesmírné solární energii.
"Zatímco výzvy přetrvávají a obchodní případ se v tuto chvíli nemusí nutně uzavřít z finančního hlediska, vesmírná solární energie je blíže než kdy jindy," řekl. "Jsme den po dni od toho, abychom to mohli skutečně udělat."
Damphousse však varoval, že soukromý sektor nebude investovat do vesmírné solární energie, dokud Spojené státy nesníží část rizika prostřednictvím technologického vývoje a demonstrace alespoň na stejné úrovni jako vláda vynakládá na výzkum jaderné fúze a možná. tolik, kolik je vynaloženo na stavbu a provoz mezinárodní vesmírné stanice.
"Tady jsou klíčové demonstrace," řekl. "Pokud to dokážeme, obchodní případ se rychle uzavře."
Charles Miller, jeden z ředitelů Space Frontier Foundation, souhlasil s tím, že veřejné financování je životně důležité pro zprovoznění vesmírné solární energie. Miller zde novinářům řekl, že vesmírný solární průmysl by mohl vzlétnout do 10 let, pokud Bílý dům a Kongres přijmou doporučení zprávy tím, že zafinancují robustní demonstrační program a poskytnou stejný druh pobídek, jaké nabízí jadernému energetickému průmyslu.
Vojenské aplikace
Dalším důležitým faktorem je zájem Pentagonu. Vojenští představitelé zapojení do zprávy vypočítají, že Spojené státy platí 1 dolar za kilowatthodinu nebo více za dodávku energie do svých předsunutých operačních základen v Iráku.
"Největším problémem předchozích studií bylo, že se snažili získat pět nebo deset centů za kilowatthodinu, takže když máte blízkého zákazníka, který je potenciálně ochoten zaplatit mnohem více za elektřinu, je mnohem snazší uzavřít obchodní případ," Miller řekl.
NASA poprvé studovala vesmírnou solární energii v 70. letech 20. století a tehdy došla k závěru, že tento koncept je technicky proveditelný, ale není ekonomicky životaschopný. Odhady nákladů vytvořené v té době odhadovaly, že Spojené státy by musely utratit 300 miliard až 1 bilion dolarů, aby dodaly první kilowatthodinu vesmírné energie na zem, řekl John Mankins, bývalý technolog NASA, který vedl agenturu pro vesmírnou solární energii. výzkum energie a nyní konzultuje a vede Asociaci vesmírné energie.
Pokroky v oblasti výpočetní techniky, robotiky, účinnosti solárních článků a dalších technologií pomohly snížit tento odhad v době, kdy se NASA v polovině 90. let znovu podívala na vesmírnou solární energii, řekl Mankins, ale stále to dostatečně neodůvodňuje počáteční náklady takový podnik v době, kdy ropa vycházela na 15 dolarů za barel.
S ropou, která se dnes obchoduje až za 80 dolarů za barel a americká armáda draze platí za to, aby petrolejové generátory hučely v regionu bohatém na ropu, jako je Irák, se ekonomika výrazně změnila od doby, kdy NASA zastavila vesmírný výzkum solární energie. kolem roku 2002.
Po technické stránce se účinnost solárních článků zlepšila rychleji, než se očekávalo. Před deseti lety, kdy solární články dosahovaly účinnosti kolem 15 procent, odborníci předpovídali, že 25procentní účinnosti nebude dosaženo dříve než v roce 2020, řekl Mankins, ale v Sylmaru v Kalifornii sídlící společnost Spectrolab - dceřiná společnost Boeingu - loni odhalila pokročilý solární článek s účinností konverze 40,7 procenta.
Jednou kritickou oblastí, která od 90. nebo dokonce 70. let neudělala velký pokrok, jsou náklady na spuštění. Mankins řekl, že komerčně životaschopné vesmírné solární platformy budou proveditelné pouze s druhem dramaticky levnějších startovacích nákladů, které slibují plně znovupoužitelné nosné rakety létající desítkykrát ročně.
"Pokud se vám dnes někdo pokusí prodat akcie společnosti zabývající se vesmírnou solární energií a řekne, že začneme okamžitě stavět, měli byste pravděpodobně zavolat svému makléři a nebrat to jako nominální hodnotu," řekl Mankins. "Je tu spousta výzev, které je třeba překonat."
Mankins řekl, že vesmírná stanice by mohla být použita k pořádání některých předváděcích demonstrací časných technologických validací, od testování vhodných materiálů až po napojení na solární elektrickou síť stanice pro přenos nízké úrovně energie zpět na Zemi. Mankins odhadoval, že užitečné testy komponent by mohly být provedeny za „několik milionů“dolarů, zatímco experiment s energetickým paprskem na vesmírné stanici by stál „desítky milionů“dolarů.
Umístění volně létajícího vesmírného demonstrátoru solární energie na nízkou oběžnou dráhu Země by podle něj stálo 500 milionů až 1 miliardu dolarů. Geosynchronní systém schopný přenášet trvale 5-10 megawattů energie dolů na zem by podle něj stál kolem 10 miliard dolarů a poskytoval by dostatek elektřiny pro vojenskou základnu. Rovněž komerční platformy by byly velmi nákladné na vybudování.
"Tyto věci nebudou malé ani levné," řekl Mankins. "Není to jako koupit si tryskové letadlo. Bude to jako koupit Hooverovu přehradu."
Zatímco počáteční náklady jsou vysoké, Mankins a další uvedli, že potenciál vesmírné solární energie pro pokrytí budoucích energetických potřeb světa je obrovský.
Podle zprávy „jeden kilometr široké pásmo geosynchronní oběžné dráhy Země zažije během jednoho roku dostatek slunečního toku, který se téměř rovná množství energie obsažené ve všech známých vytěžitelných konvenčních zásobách ropy na Zemi dnes.“