Problém pozemského slunce: Proč chceme do vesmíru?

Solární panely na střechách jsou skvělé, ale mají jednu zásadní vadu, kterou všichni známe: noc. A mraky. A zimu. I na tom nejslunnějším místě na Sahaře je solární panel efektivní jen část dne.

Ve vesmíru je to ale jiné. Na geostacionární dráze (36 000 km nad Zemí) panuje věčné poledne. Slunce tam svítí 24 hodin denně, 7 dní v týdnu a jeho záření je o 35 % intenzivnější, protože ho netlumí atmosféra. Je to jako mít elektrárnu, která jede na plný výkon bez přestávky. Jediný problém je, jak tu energii dostat dolů bez tisícikilometrového kabelu.

Tesla vs. Moderní fyzika: Rozdíl mezi žárovkou a laserem

V našem starším článku o bezdrátové planetě a Teslovi jsme si vysvětlili, proč Teslův sen původně selhal. Tesla chtěl využít rezonanci a vysílat energii všemi směry. Narazil ale na zákon převrácených čtverců – energie se se vzdáleností drasticky ředila. Bylo to jako snažit se osvítit knihu na kilometr daleko obyčejnou žárovkou.

Dnešní vědci na to jdou jinak. Místo "žárovky" používají princip "laserového ukazovátka".

Technologie se jmenuje mikrovlnný přenos. Elektřina ze solárních panelů na oběžné dráze se přemění na mikrovlny. Pokud jste četli náš článek o elektromagnetickém spektru, víte, že jde o stejné vlnění, jaké ohřívá vaše jídlo nebo přenáší Wi-Fi signál. Tyto vlny se zformují do úzkého, přesně zamířeného svazku, který letí vakuem a atmosférou téměř beze ztrát přímo do sběrné sítě (rektény) na Zemi. Žádné plýtvání do okolí, jen čistý zásah cíle.

(Ilustrace věže Wardenclyffe)

Závod o vesmírnou zásuvku: Caltech a Japonsko

Zní to jako sci-fi? Možná, ale už to funguje.

• USA (Caltech): V roce 2023 se týmu z Caltechu podařil historický průlom. Jejich prototyp SSPD-1 přímo na oběžné dráze posbíral sluneční energii, přeměnil ji na mikrovlny a bezdrátově ji poslal na přijímač. Byla to sice jen troška energie (rozsvítila pár diod), ale byl to důkaz, že fyzika funguje.
• Japonsko (JAXA): Japonci berou tuto technologii smrtelně vážně jako řešení své energetické krize. Plánují sérii misí (projekt OHISAMA), které mají technologii škálovat. Jejich cílem je v příštích dekádách postavit na orbitě gigantické elektrárny o výkonu jaderného bloku (1 GW).

Hvězda smrti, nebo pečený holub? Mýty o bezpečnosti

Kdykoliv se řekne "paprsek energie z vesmíru", lidé si představí Hvězdu smrti nebo spálené ptáky padající z nebe. Realita je ale mnohem nudnější (a bezpečnější).

1. Hustota energie: Ten paprsek není laser, který řeže ocel. Je rozprostřený na plochu několika kilometrů. Kdybyste stáli uprostřed přijímací stanice na Zemi, cítili byste jen mírné teplo, srovnatelné s poledním sluncem.
2. Bezpečnostní pojistka: Systém funguje na principu "pilotního signálu". Pozemní stanice posílá nahoru vodící paprsek. Satelit posílá energii jen a pouze po trase tohoto signálu. Pokud by do paprsku vletělo letadlo a přerušilo spojení, přenos energie se okamžitě (rychlostí světla) vypne. Fyzika nedovolí, aby se paprsek "splašil" a začal pálit do měst.

(AI ilustrace - Obrovská modulární vesmírná elektrárna na oběžné dráze vysílá masivní energetický paprsek směrem k futuristickému městu na Zemi.)

Proč to ještě nemáme? (Aneb kde Tesla narazil podruhé)

Pokud je to tak skvělé, proč nesvítíme vesmírnou elektřinou už dnes? Odpověď je stejná, jaká zastavila Teslu u jeho investora J. P. Morgana: Peníze.

Vynést materiál do vesmíru bylo donedávna šíleně drahé. Postavit kilometrovou anténu na orbitě by stálo biliony. Ale to se mění. Jak jsme psali v sérii o SpaceX a novém závodu o Měsíc, nástup lodí jako je Starship sráží cenu dopravy do vesmíru na zlomek původních částek.

To, co bylo za Tesly fyzikálně nemožné a před deseti lety ekonomicky neúnosné, se dnes stává technickou realitou. Možná se nakonec dočkáme světa, kde energie prší z nebe – jen ne tak, jak si to starý pán v hotelu New Yorker představoval.