/КРОСС/ Не залагайте срещу човечеството. Космическата слънчева енергия (SBSP) е неизбежна, но ние имаме властта да решим колко скоро ще получим тази невероятна технология. Слънчевата енергия на Земята вече е сред най-бързо развиващите се източници на енергия. Тя е сред най-евтините, когато слънцето грее, но комбинацията от нощ и облаци води до нисък работен цикъл, необходимост от съпътстващо съхранение и дълги преносни линии, пише National Interest.

Космическата слънчева енергия е опит да се заобиколи проблемът с прекъсванията и необходимостта от съхранение, използвайки геометрия. Проблемът е, че атмосферата, времето и цикълът ден-нощ намаляват мощността и постоянството на слънчевата светлина. Чрез разполагане на механизма за събиране на слънчева енергия в космоса, високо над цикъла ден-нощ и атмосферата на Земята, ние преминаваме от коефициент на капацитет под 25 процента до почти 100 процента коефициент на капацитет.

Преместването на източника на събиране има и други предимства. Изберете си показател - въглероден интензитет, време за възвръщаемост на енергията, възвръщаемост на инвестираната енергия, потребление на вода и използване на земя - космическата слънчева енергия е на върха . Мащабът е още едно предимство. Ресурсът е почти невъобразимо огромен - само геостационарният пояс би могъл да побере многократно повече от необходимото на един напълно развит свят.

Защо скептиците може да грешат относно космическата слънчева енергия

SBSP има своя дял от хейтъри . Много от тях са умни и с добра квалификация. Но помислете за първия закон на Артър Кларк : „Когато изтъкнат, но възрастен учен твърди, че нещо е възможно, той почти сигурно е прав. Когато твърди, че нещо е невъзможно, много вероятно е да греши."

Животът не пренебрегва големите ресурси. Арктика, дълбокото море и силата на атома бяха недостижими, докато не се оказаха недостижими. Критиците твърдяха, че океанът е твърде дълбок, твърде бурен и твърде скъп, за да се добива петрол с печалба. Те отхвърлиха комерсиалното шистово фракинг , казвайки на Джордж П. Мичъл , „бащата на фракинга", че си губи времето. По време на бума на железопътния транспорт критиците твърдяха, че трансконтиненталната железопътна линия е техническа невъзможност, че изграждането ѝ ще отнеме векове и че няма да има търговски успех, ако бъде построена.

Проклятието на експертизата е, че знаеш твърде добре какво изглежда възможно във твоята област днес, но не знаеш какви иновации ще подкопаят предположенията ти. Както е казал Марк Твен : „Не това, което не знаеш, ти създава проблеми. А това, което знаеш със сигурност, просто не е така." Ако физиката позволява използването на някакъв ресурс, е само въпрос на време някой гениален инженер да намери начин да го използва. Един ден няма да можеш да получиш достъп до някакъв огромен енергиен ресурс, а после - бум - можеш.

Икономиката на космическата слънчева енергия става все по-трудна за отхвърляне

Когато Европейската космическа агенция поиска да проучи SBSP, те наеха консултантските фирми в областта на енергетиката Frazer-Nash и Roland Berger , които заключиха : „SBSP би могъл да осигури електроенергия на конкурентни цени за европейските домове и бизнеси до 2040 г., измествайки източниците на енергия от изкопаеми горива и допълвайки съществуващите възобновяеми енергийни източници, като например слънчеви фотоволтаични панели."

Националната администрация по аеронавтика и космос ( НАСА ), опитвайки се усилено да избегне всичко, което би я разсеяло от засаждането на знамена и отпечатъци върху нови светове, не направи нищо подобно. Докладът на НАСА (изготвен вътрешно) стигна до поразително различни заключения от енергийните експерти, предизвиквайки противоречия заради песимизма и липсата на амбиция.

Но отвъд очевидно засенчените заключения във въведението беше направена и тази отстъпка: „Конкурентоспособността на разходите може да се постигне чрез вариране на множество допускания... Тази благоприятна комбинация намалява [изравнената цена на електроенергията] LCOE до 0,03 $/kWh... конкурентноспособна с наземните алтернативи. Тази комбинация също така намалява интензитета на емисиите на парникови газове до стойности, по-малки от тези на ядрените и вятърните технологии без съхранение."

Какви бяха тези ревизирани предположения? Разходи за изстрелване под 500 долара на килограм (кг), прехвърляне на електрическо задвижване от ниска околоземна орбита (LEO) към геостационарна околоземна орбита (GEO), 15-годишен живот на спътниците, 85 процента криви на обучение и превозни средства за обслужване и отстраняване на отломки, струващи съответно под 100 милиона долара и 50 милиона долара. Като се има предвид, че електрическото задвижване е зряло, животът на спътниците в геостационарна околоземна орбита вече надхвърля 15 години , а настоящите мисии за обслужване и отстраняване на отломки струват 30-55 милиона долара, което оставя криви на обучение и изстрелване.

Съвременните системи са хипермодулни с милиони идентични части, така че нормалните криви на обучение и ниските разходи за единица изглеждат вероятни. Falcon Heavy днес е 1500 долара/кг . Очаква се Starship, който вече е в тестов режим, да постигне разходи под 100 долара/кг и може би до 10 долара/кг .

Следейки космическата слънчева енергия от 2005 г., съм много добре запознат с аргументите на хейтърите. Те не ме разубеждават. Хенри Форд е казал: „Този, който казва, че може, и този, който казва, че не може, обикновено са прави." А Джордж Бърнард Шоу и Джеймс Болдуин са казали нещо подобно на „Тези, които казват, че не може да се направи, обикновено са прекъсвани от други, които го правят."

Космическата слънчева енергия се превръща в индустрия

И те го правят. Преди шестнадесет години Международната академия по астронавтика заяви, че техническата осъществимост на SBSP вече е постигната и времето за узряване зависи повече от концепциите на платформата и организацията на капитала. През последните няколко години видях как отделни академици и изобретатели се превръщат в бизнесмени със стартиращи компании. Техните проекти са коренно различни.

Сега има поне шест специализирани компании, специализирани в SBSP ( Virtus Solis, SST, Solaren, Overview Energy , TerraSpark , Space Solar ), с поне осем държави и организации в микса (Китай, Япония, Южна Корея, Обединеното кралство, Европейската космическа агенция [ ESA ], Канада, Съединените щати, Австралия). Гледах как водещи поддръжници гласуват с краката си, оставяйки сигурни работни места в Агенцията за напреднали изследователски проекти в областта на отбраната (DARPA), НАСА и Космическите сили, за да се присъединят към тези стартиращи компании. Дали някоя от тези конкретни компании ще успее е без значение. Подобно на Coral, други ще надграждат върху това, което са направили и научили, докато някой не пробие повърхността.

Но ветровете се променят и някои може да успеят в тази реколта от компании. Една компания, Overview Energy, вече има споразумение за захранване на центровете за данни на Meta . Друга, Virtus Solis, има договор с Агенцията за напреднали изследователски проекти - Energy (ARPA-E) към Министерството на енергетиката.

Министерството на отбраната взема това под внимание. Новата Служба за оперативна енергетика на Космическите сили публично заяви интереса си към излъчването на енергия. Звеното за иновации в отбраната беше достатъчно оптимистично настроено, че наскоро пусна на пазара търговски решения за излъчване на енергия от космоса.

Този интерес ще увеличи броя на новаторите, работещи по проблема, и броя на инвеститорите, които ги финансират.

Тези проблеми включват излъчване на енергия, постигане на мащаб във фотоволтаични системи, подходящи за космически цели, и решаване на топлинни проблеми. Шестте стартиращи компании на SBSP не са единствените, които работят по тези проблеми.

Важното е, че SBSP вече е индустрия. Освен това е бързо развиваща се индустрия. Според Кевин Бари , който следи сектора ежегодно, преките инвестиции в космическа слънчева енергия са достигнали 1,07 милиарда долара през 2024 г., 1,9 милиарда долара през 2025 г. и 5,3 милиарда долара през 2026 г. , включително 865 милиона долара от частно и корпоративно финансиране.

SpaceX и орбиталните центрове за данни променят уравнението

Малко хора дори осъзнават колко радикално SpaceX е променила кривите на индустриално обучение за иновации в орбиталната енергия. SpaceX вече е доказала фабрично производство на спътници, като е намалила значително разходите за космически хардуер. Това е променило играта по отношение на енергията. Целите Космически сили, чието пускане в орбита отне десетилетия, имат комбинирана мощност от доста по-малка от един мегават . За разлика от това, SpaceX обиколи съзвездието Starlink само за няколко години, което има комбинирана мощност от около 100 мегавата .

Но Starlink е само началото на енергийните иновации в орбита. Размерът на капитала в надпреварата за изграждане на центрове за данни е потресаващ: 7 трилиона долара до 2030 г. Част от него ще отиде за широко разпространения интерес към орбиталните центрове за данни, които споделят същите предизвикателства на мащабната енергия, сглобяването в космоса и управлението на температурата. Планираното изчислително съзвездие на SpaceX „ STARMIND " ще разполага със 100 гигавата (GW ) с път до един терават (TW) годишно и дори повече от Луната . Орбиталните центрове за данни също така увеличават броя на новаторите, работещи по проблеми, съседни на SBSP. И след като можете да сглобите голям център за данни в космоса, това е малка стъпка към спътник за слънчева енергия и глобалния пазар на електроенергия от 2,5 трилиона долара и инвестиции от 3,4 трилиона долара годишно в мрежова инфраструктура в производството и преноса. Капитал, обучен в орбиталните центрове за данни и излъчването на енергия, ще бъде...

Аргументи за залагане на космическата слънчева енергия

Космическата слънчева енергия е част от изключително малък клуб от технологии, които предлагат 24-часова, диспечируема и стабилизираща се , подходяща за базово натоварване , подходяща за индустриален мащаб, екологично чиста възобновяема енергия, която може да се мащабира за цялото глобално търсене.

Космическата слънчева енергия вероятно ще революционизира и астрономията . Нечуваният мащаб - километрични сателити, гигавати енергия - и изумителната инфраструктура, която SBSP ще създаде при изстрелването, космическата логистика, мобилност и захранване, вероятно ще позволят изграждането на космически обсерватории, почти невъзможни за представяне днес (съоръжения, многократно по-големи от телескопа James Webb или дори наземния сферичен телескоп с апертура от 500 метра (FAST) в Китай ). Изключителните възможности изискват изключителни ресурси.

Космическата слънчева енергия се развива ускоряващо.

Броят на компаниите, държавите, заинтересованите правителствени агенции, новаторите, фокусирани върху свързани проблеми, и набраният капитал се увеличават.

Трябва да сте изключителен песимист, за да не бъдете оптимистично настроени относно космическата слънчева енергия. А някои от вас (като правителствени участници или инвеститори) ще имат силата да използват ресурси, за да осъществят това по-скоро, отколкото по-късно.

За автора: Питър Гаретсън

Д-р Питър Гаретсън е старши сътрудник по отбранителни изследвания в Американския съвет за външна политика, съдиректор на неговата Инициатива за космическа политика и водещ на подкаста „Космическата стратегия" . Преди това е бил ръководител на отдела за бъдещи технологии към Стратегическото планиране на Военновъздушните сили и инженер по стратегическо планиране, подкрепящ Дирекцията за космически превозни средства на Изследователската лаборатория на Военновъздушните сили. Той е водещ автор на проучването на Пентагона от 2008 г. за космическата слънчева енергия и организира екипа за космическа слънчева енергия , който спечели междуведомственото състезание „Дипломация-Развитие-Отбрана" „D3" през 2015 г., и катализира фундаменталната работа по излъчване на енергия в AFRL , NRL и DARPA. Той е автор на „Надпревара за небето: Състезанието на великите сили за контрол на ресурсите на космическото пространство" , „Следващата космическа надпревара: План за американско превъзходство" и „ Космически шок: 18 сценария, които ще определят космическата сила".