Czy da się przedłużyć dzień, kierując promienie Słońca na Ziemię z orbity okołoziemskiej? Takie pytanie zadają sobie inżynierowie z kalifornijskiego startupu Reflect Orbital, którzy właśnie pracują nad konstelacją satelitów wyposażonych w wielkie lustra z mylaru.
Ich cel jest odważny – dostarczać światło słoneczne w nocy, np. na farmy fotowoltaiczne lub do miejsc wymagających dodatkowego oświetlenia. Ale to nie pierwszy raz, gdy ludzkość próbuje zamienić noc w dzień.
Słoneczne lustra z Kalifornii
Reflect Orbital chce umieścić na niskiej orbicie okołoziemskiej (600 km) aż 57 lekkich satelitów. Każdy wyposażą w zwijaną, 10-metrową błyszczącą membranę z folii mylarowej. Satelity będą mogły ważyć zaledwie 16 kg, co obniży koszty wyniesienia ich na orbitę. Ich zadaniem będzie odbijanie światła słonecznego i kierowanie go na określone punkty na powierzchni Ziemi. Na przykład tam, gdzie nocą znajduje się farma solarna albo teren wymagający doświetlenia.
Sterowanie takim układem wymaga jednak ekstremalnej precyzji. Satelity będą musiały na bieżąco śledzić zarówno ruch Słońca, jak i rotację Ziemi, stale dostosowując pozycję luster za pomocą precyzyjnych systemów orientacji. Użytkownicy kosmicznej „lmapy” będą mogli wybrać przez internet docelowe miejsce na Ziemi, które ma być oświetlone. Wtedy system samodzielnie już przeprowadzi operację „zogniskowania” odbitego światła.
Inżynierowie startupu przyznają, że projekt boryka się z wieloma wyzwaniami. Poza kwestią precyzyjnego sterowania, problemem może być też rozpraszanie światła w atmosferze, zachmurzenie, a także ryzyko zwiększenia ilości kosmicznych śmieci.
Reflect Orbital deklaruje pełną zgodność z międzynarodowymi przepisami – każdy satelita ma zostać zdeorbitowany najpóźniej 25 lat po zakończeniu misji. Ponadto promienie światła będą widoczne tylko w bardzo wąskim paśmie, minimalizując wpływ na przyrodę i obserwacje astronomiczne.
Historia lubi się powtarzać – projekt Znamia
Choć pomysł może wydawać się futurystyczny, nie jest nowy. Już w latach 90. Rosjanie testowali podobne rozwiązanie. W lutym 1993 roku na europejskim niebie pojawiła się jasna smuga światła, przypominająca Księżyc w pełni. Była to odbita wiązka światła od gigantycznego, 20-metrowego kosmicznego lustra – projektu o nazwie Znamia-2.
Znamia (po rosyjsku „sztandar”) była dziełem inżyniera Władimira Syromiatnikowa – twórcy systemu dokowania używanego m.in. na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Po upadku ZSRR Syromiatnikow zaproponował wykorzystanie satelitów z lustrami do przedłużenia dnia w północnych rejonach Rosji, co miało poprawić wydajność pracy i zmniejszyć zużycie energii elektrycznej.
Znamia-2 została wyniesiona na orbitę i rozłożona przy stacji Mir. Lustro przez kilka minut kierowało światło słoneczne w pasie o szerokości kilku kilometrów, przelatując nad Francją i Rosją z prędkością 8 km/s. Pomysł przyciągnął uwagę świata.
Niestety, druga próba – Znamia-2.5 – zakończyła się spektakularną porażką. W lutym 1999 roku podczas rozkładania nowego, większego lustra doszło do awarii. Reflektor zaczepił się o antenę statku kosmicznego, został rozerwany i potem wraz z kapsułą Progress spłonął w atmosferze. Projekt Znamia-3, który miał wykorzystywać 70-metrowe lustra, został już porzucony.
O lustrach na orbicie myśleli też w Szkocji
Podobny pomysł do amerykańskiego mają też badacze z Uniwersytetu Glasgow. Mniej więcej rok temu pisaliśmy, że przeprowadzili symulacje. Wynika, że duże i bardzo cienkie lustra odpowiednio umieszczone na orbicie mogłyby znacząco zwiększyć produkcję farm słonecznych na Ziemi.
Wyszło z nich, że 20 takich luster jest w stanie wytworzyć dodatkowe 728 MW energii elektrycznej dziennie. Muszą być jednak cienkie na parę centymetrów i długie na kilometr. Powinny odbijać światło na Ziemię przez dwie godziny na dobę. Mniej więcej w czasie zachodu słońca i po nim, kiedy zapotrzebowanie na energię jest bardzo duże.
Czy tym razem się uda?
W porównaniu do radzieckiego projektu, Reflect Orbital oferuje znacznie bardziej modularne i elastyczne podejście. Zamiast pojedynczego lustra – cała konstelacja satelitów; zamiast ręcznego sterowania – pełna automatyzacja i precyzyjne systemy kontroli. Ale wyzwania pozostają podobne: odbijanie światła w sposób kontrolowany, unikanie zanieczyszczania nieba oraz zapewnienie realnych korzyści energetycznych.
Jeśli startupowi z Kalifornii się powiedzie, możemy być świadkami narodzin nowej formy odnawialnej energii – „słonecznego światła na żądanie”. Ale historia projektu Znamia przypomina, że technologia – nawet najbardziej błyskotliwa – musi być nie tylko innowacyjna, ale też odporna na zderzenie z rzeczywistością.
Foto: Reflect Orbital.