„Звездата на смъртта“, но добра. Как работи технологията за прехвърляне на енергия от разстояние 35 000 километра

Безопасно ли е да се насочват гигаватни лазери към Земята? Нека разгледаме рисковете.

Слънчевите панели на покрива на къщите вече не впечатляват никого, но слънчева електроцентрала в орбита, която зарежда фермите на Земята през нощта с лазерни лъчи, звучи като чиста научна фантастика. Американският стартъп Overview Energy иска да превърне тази научна фантастика в работеща технология на 10-ти декември, официално излезе от анонимност.

Компанията възнамерява да постави големи слънчеви панели в геостационарна орбита на около 35 000 км над Земята. От такова разстояние сателитите виждат Слънцето почти денонощно, без нощи и облаци, така че могат да събират енергия непрекъснато. По-нататък тази енергия се предлага да се прехвърли на Земята под формата на инфрачервено лазерно излъчване, като лъчът се насочва към специални приемници, инсталирани в съществуващите слънчеви електроцентрали. В идеалния случай това ще позволи да се направи онова, което земното производство все още не е в състояние да направи: да се осигури слънчева енергия със стабилна „нощна смяна“.

От Overview твърдят, че вече са провели въздушен експеримент и са прехвърлили енергия от движещ се носител към приемник на земята в реални условия. Демонстрацията е включвала лек самолет, който е излъчвал лазерен лъч към приемник на земята на разстояние около пет километра. Според компанията това е доказало, че системата може да работи не само в лаборатория, но и в подвижни и нестабилни условия.

Един-единствен сателитен клъстер на Overview ще може да обслужва няколко континента и динамично да променя доставката на енергия в зависимост от търсенето. Системата от самото начало е проектирана така, че да повиши надеждността на мрежата и да отговори на нуждите на интензивно използващите енергия потребители като центровете за данни, разрастващите се градове и големите военни бази. Съществуващите и бъдещите соларни проекти ще служат като приемници за системата на Overview. Заедно тези елементи образуват гъвкава, устойчива енергийна мрежа, която може да доставя енергия незабавно там, където е необходима.

Общо стартъпът е набрал инвестиции в размер на около 20 млн. долара. Сред инвеститорите са Aurelia Institute, Earthrise Ventures и Engine Ventures. Голяма част от тези пари са отишли за два ключови етапа: тестване на лазера и оптичната система при хиляди ватове мощност в лабораторията и провеждане на въздушна демонстрация със самолет.

Overview Energy е създадена през 2022 г. и вече е начертала доста агресивен график. През 2028 г. компанията иска да проведе тест в ниска околоземна орбита, за да покаже пълния цикъл на системата от космоса – от събирането на енергия до предаването ѝ на Земята. Ако всичко върви по план, комерсиалното изстрелване е планирано за 2030 г., когато Overview се надява да осъществи първия в света мегаватов трансфер на енергия от космоса.

Стартъпът не е сам в тази надпревара. По-рано тази година от сянката изплува Aetherflux – компания, която също иска да събира слънчева светлина в орбита, но залага на съзвездие от сателити в ниска орбита. Същата Aetherflux заяви наскоро, че планира да изгради центрове за данни директно в орбита, за да отговори на нарастващия апетит на наземните облачни системи и системите за изкуствен интелект за електроенергия. Друга компания, Star Catcher, разглежда космическата слънчева енергия като начин за захранване на космическите кораби и сателити.

Въпреки че досега в презентациите всичко това звучи красиво, техническите и икономическите реалности остават трудни. В доклада на НАСА за 2024 г. се посочват „значителни пропуски в способностите“, които пречат на космическата слънчева енергия да бъде приложена на практика. Сред предизвикателствата са събирането и разгръщането на огромни орбитални структури и напълно автономната работа в геостационарна орбита, която е доста над обичайните височини, на които работят повечето сателити в наши дни.

Към това се прибавят и финансовите средства и сигурността. При сегашните технологии електричеството от космоса излиза много по-скъпо, отколкото от конвенционалните слънчеви електроцентрали на Земята. Микровълновите подходи изискват разработването на наземни станции, които могат безопасно да приемат и преобразуват енергията, а както микровълновите, така и лазерните системи носят рискове за авиацията и дивата природа, ако лъчът попадне там, където не трябва.

Пазарните участници обаче са уверени, че новите инженерни решения ще помогнат да се заобиколят някои от тези пречки. Aetherflux, например, предлага да не се изкачва на геостационарна орбита, а да сглоби съзвездие от устройства на ниска орбита. Всеки сателит ще бъде осветяван от Слънцето не постоянно, но цялото съзвездие, според идеята на компанията, ще може да осигурява почти непрекъснат поток от енергия. От своя страна Overview се опитва да спести средства за инфраструктура, като предава енергия с лазери към вече работещи слънчеви ферми, за да не се изграждат от нулата скъпи наземни приемни комплекси.

Ако поне една от тези компании доведе проектите си до търговска фаза, индустрията за устойчива зелена енергия би могла да получи нов силен аргумент, а дискусиите за бъдещето на мрежата – още една причина да се отклонят от обичайния дебат „въглища срещу вятър“ и да преминат към разговор за това кой ще притежава космическото слънце. Подход, който редица учени и предприемачи считат за неизбежен.