Isaac Asimov az 1941-es Reason novellában vetette fel a Föld körül keringő, napenergiát gyűjtő és azt a bolygónkra sugárzó űrállomás ötletét. Futurológusok azóta álmodoznak róla, és a közben eltelt bő nyolcvan esztendő alatt a sci-fi ötlet fantáziából majdnem kivitelezhető realitássá vált. Ha sikerül, megoldást jelenthet a Földet sújtó energiaválságra.
A napenergia több szempontból előnyösebb a fosszilis tüzelőanyagoknál és más energiaforrásoknál: szabadon hozzáférhető, megújuló, minimális a környezeti hatása, általában kevés karbantartást igényel. Ráadásul a napelem-technológia folyamatos javulásával lehetővé válik a Napból jövő energia hatékonyabb begyűjtése.
Hogyan tároljuk a napenergiát?
A technológia megvalósítása nem problémamentes. Az egyik legnagyobb kihívás a tárolás – a gyűjtés csak nappali órákban lehetséges, és az éjszakai áramszolgáltatás biztosítása miatt nagy akkumulátorokban kell tárolni. A jó időtől szintén függ, mert ha, mondjuk, felhős az ég, kisebb energiamennyiség gyűjthető.
Ha viszont sikerül a napenergiát az űrben gyűjtő állomást építenünk, elkerüljük vele ezeket a problémákat. A gyűjtés a nap huszonnégy órájában történne, és ormótlan akkumulátorok sem kellenének a tároláshoz. Ha keringési pályára épülne, nem zavarná az interferencia a földi atmoszférából. Az áram közvetlenül oda lenne küldhető, ahol a legnagyobb szükség van rá, például nagyvárosokba.
A fantáziadús ötlet első hallásra elrugaszkodottnak tűnik, pedig nem az. Az éghajlatváltozástól az energiaválságig, több ma égetően aktuális kérdésre adhat választ. Felelőtlenség lenne egyetlen legyintéssel lesöpörni az asztalról.
Hiába tűnhet egyesek számára nevetségesnek a Föld körül keringő naperőmű gondolata, nem sokban különbözik a ma már használatban lévő űrtechnológiáktól. Sok űrhajó működik napelemekkel, azaz lényegében már ma is vannak naperőműveink a világűrben, csak azok helyileg használják fel az energiát.
Igazi naperőművekhez az űrhajókban lévőknél sokkal nagyobb napelemekre van szükség, a magas feszültség hatékony kezeléséhez pedig alaposan meg kell tervezni a hardvert. A megoldás inkább már létező technológiák fokozatos javulásával, és nem teljesen újak fejlesztésével érhető el.
A továbbítás kérdése
Az energia továbbítási módja szintén kérdéses. Az erőműből a Földre juttatásához vagy lézert, vagy mikrohullámot használó vezeték nélküli energiatovábbítás kellene. Ilyen technológiákat mutattak már be a Földön: az energiát vezeték nélkül küldték nagy távolságra. Ha az anyabolygón kivitelezhető, akkor a világűrben is annak kell lennie – vonhatjuk le a következtetést.
Egy ilyen űrállomás felépítése persze minden, csak nem egyszerű. Hogyan tegyünk egy ekkora monstrumot keringő pályára, hogyan tartsuk karban, és javítsuk ki a hibákat, ha valami nem a tervek szerint történik?
Az ötlet támogatói közül sokan műhold-konstellációt javasolnak kezdetnek, mert tudjuk hogyan építsük, majd lőjük fel őket. Ha baj van az egyikkel, a többi működik még, és a technológia használatát úgy tanulnánk meg, hogy nem kellene irdatlan áron egyetlen szerkezetet építeni hozzá.
A vezetéknélküli áramtovábbítás sebességén is javítani kellene, mert a mostani nem elég hatékony. A praktikus okok miatt a Földtől kb. mindössze ezer kilométer messzeségben naperőműhöz megfelelő antenna is kellene, hogy a begyűjtött energiát a bolygóra küldhesse.
Ezek a technológiák még nincsenek készen, viszont nem is megvalósíthatatlanok, és a kulcsmegoldások, komponensek egyike sem tűnik a kivitelezést hátráltató fantáziálásnak.
Földi infrastruktúra is kell
A kihívások azonban nemcsak technológiai jellegűek, hanem infrastrukturálisak is. Ha az űrből tudjuk gyűjteni a napenergiát, a földi elosztásához földi infrastruktúra is kell. A legegyértelműbb felmerülő kérdés, hogy ki fogja fizetni a számlát?
A nemzetközi együttműködés nyilván a leghasznosabb. Több ország, űrügynökségeik összegyűjtenék a fejlesztéshez és a beindításhoz szükséges anyagiakat. Az elképzelés működhet, csakhogy egyelőre a két legfontosabb szereplő, az Egyesült Államok és Kína nem közösködik űrprojektekben (sem). Persze az ő ellentétükkel együtt is lehet sikeres együttműködés, mert a tiszta és megújuló energiaforrások használata a bolygó közös érdeke. Az atomfúziós projektek energiát előállító potenciáljának kiaknázására már van nemzetközi együttműködés-alapú, működő szervezeti modell, amelyet a naperőműhöz is használhatnának. Az Európai Űrügynökség (ESA) például nemrég kötött szerződést az űrbéli napenergiáról készítendő két tanulmányról, amelyek megoldásait nyilván valamilyen kezdeményezésbe integrálnák, de legalábbis látnák, komolyan folytassák-e 2025-től az ezirányú ötletek megvalósítását.
Irány a Hold?
Meglepőnek, de ígéretesnek tűnik az ötlet, hogy az űrből ne a Földre, hanem a Holdra küldjék (először) az energiát. A továbbítás könnyebb, és a rendszer tesztelése is hamarabb megtörténhet ebben az esetben. A kulcstechnológiák ugyanazok, és az ötlet az újabb missziókat tervező NASA és más szervezetek hosszabb ideig működő, űrbéli lakóépületek kivitelezésére vonatkozó terveivel is összecseng. Mivel a holdbéli éjszakák hidegek és hosszúak, és két hétig is eltarthatnak, a látogatókat ennyi idő alatt is életben tartó vagy nap-, vagy nukleáris energiarendszert kellene kiépíteni. A Holdon egyelőre nincs semmiféle általunk létrehozott infrastruktúra.
Ha viszont az űrbéli napenergia-megoldásokat akarjuk tesztelni, Hold-missziókhoz pedig áram kell, miért ne kombinálhatnánk össze a kettőt? – merült fel több kutatóban a logikus kérdés.
A jó hír, hogy a naperőmű megvalósulásától nem évtizedekre vagyunk, hanem már a 2030-as évek közepén megtörténhet. Öt éven belül épülhet a technológiát tesztelő, használható áramot viszont nem szolgáltató demonstrációs rendszer. Az első kisebb űrbéli naperőmű ezt követően alakítható ki, és majdnem száz évvel az Asimov-mű megjelenése után, 1935 körül állhat majd munkába.
Képek: NASA, Pexels
