Reklama

NAUKA I EDUKACJA

Chińczycy zbudują ważącą 1000 ton elektrownię orbitalną

ESA/NASA
ESA/NASA

Państwo Środka zamierza zrewolucjonizować dostęp mieszkańców Ziemi do energii elektrycznej pozyskiwanej ze Słońca. W tym celu chińscy naukowcy chcą w nadchodzącej dekadzie umieścić w przestrzeni kosmicznej potężną elektrownię, pozyskującą energię w oparciu o panele fotowoltaiczne. Pełna technologia potrzebna do wdrożenia tego projektu nie jest jeszcze gotowa.

Chińscy naukowcy i inżynierowie chcą opracować sposób na to, by efektywnie pozyskiwać energię z gwiazdy centralnej Układu Słonecznego. Planują to osiągnąć poprzez umieszczenie w przestrzeni kosmicznej potężnej elektrowni, działającej w oparciu o fotowoltaikę. Produkowany przez tę siłownię prąd miałby być następnie przesyłany na powierzchnię naszej planety.

Prace nad prototypową infrastruktura technologiczną, niezbędną dla tego rodzaju orbitalnej siłowni, trwają już w mieście Chongqing w zachodniej części Państwa Środka. Na początek chińscy badacze planują umieszczenie niewielkiej, próbnej elektrowni słonecznej w stratosferze. Tego rodzaju prototypowa konstrukcja może być gotowa już pomiędzy 2021 a 2025 rokiem.

W dalszej perspektywie, do 2030 r., Chiny planują zbudować dużą elektrownię słoneczną, w założeniu ważącą aż 1000 ton. Miałaby ona zostać umieszczona na orbicie geocentrycznej, na wysokości ok. 36 tys. km. Chodzi tu więc zapewne o ustawienie tego rodzaju infrastruktury na orbicie geostacjonarnej – tak, by mogła być stale widoczna na niebie ponad Chińską Republiką Ludową.

Teoretycznie, ta potężna słoneczna siłownia miałaby mieć moc 1 megawata. Ze względu na jej masę i rozmiary, chińscy inżynierowie liczą się z koniecznością wynoszenia elektrowni  w kosmos w częściach. Dopiero tam zostałaby ona złożona. Istotne znaczenie przy jej budowie mogłaby również odegrać technologia druku 3d.

Jeżeli ten ambitny projekt uda się z powodzeniem uruchomić, wówczas Pekin nie wyklucza skalowania tego pomysłu na jeszcze większe rozmiary. Warto zauważyć, że panele fotowoltaiczne będą mogły na takiej orbicie działać o wiele efektywniej niż na powierzchni Ziemi – eksperci wskazują, że można tu będzie uzyskać nawet 6 razy większą wydajność. To dlatego, że po pierwsze: promienie słoneczne docierające do nich nie będą musiały przechodzić przez atmosferę planety; po drugie: na pracę elektrowni będzie w znacznie mniejszym stopniu rzutować dobowy cykl dnia i nocy.

Orbitalna elektrownia ma szansę stać się względnie pewnym i stałym źródłem energii. Będzie to ponadto czysta i odnawialna energia.

Jednak chińscy naukowcy przyznają wprost, że część technologii potrzebnych do wdrożenia tego programu nie została dotąd opracowana. W szczególności chodzi tu o skomplikowany problem przesyłania prądu z siłowni na odległej od Ziemi orbicie na powierzchnię planety. Wstępnie mówi się tu o potencjalnych możliwościach przesyłania tej energii z wykorzystaniem fotonów, być może wiązki laserowej, bądź też promieniowania mikrofalowego. Badacze przyznają jednak, że w przypadku wykorzystania mikrofal, trzeba by jeszcze sprawdzić, czy ta metoda przesyłu nie miałaby zbyt negatywnego wpływu na ekologię ziemskiego globu.

Roczny budżet przeznaczany przez ChRL na program kosmiczny kształtuje się na poziomie około 8 mld USD.

Komentarze (13)

  1. scrambler

    do @AB: tak, to znana metoda poznawcza. Poza tym kiedyś można zacząć sprzątać kosmiczne śmieci, np dla nabrania wprawy. do @MAZU: pisząc o Afryce z perspektywy np Europy często zapominamy / nie zauważamy pewnych elementarnych różnic. Ot choćby i taka, że przez cały rok niezmienna w zasadzie jest tam długość dnia i nocy po 12 godzin. Aktualnie wschód 6:40, zachód 18:50 w Afryce równikowej, podobnie przez cały rok. Poza tym - odległości: z Trypolisu do południowego wybrzeża jest sporo dalej niż z Kaliningradu do wybrzeży cieśniny Beringa. A takie np całe USA spokojnie zmieszczą się d zach wybrzeża przez Saharę ledwie może sięgając granic Egiptu ale na północy nie sięgną Morza Śródziemnego. Poza tym pomijając różne formy niestabilności, żeby cokolwiek tam zacząć budować, najpierw trzeba stworzyć w zasadzie całą potrzebną logistycznie infrastrukturę. Ciekawe zatem dlaczego Chiny mimo dobrych i rozległych relacji z wieloma afrykańskimi państwami dotąd nie próbują tam czegoś podobnego. Tania eko energia tu na Ziemi w miejsce wydumanych projektów kosmicznych.

  2. AB

    @ scrambel Dla mnie sprawa jest dość prosta. Tysiąc ton to jakieś osiem, dziewięć rakiet klasy Saturn V (rakieta takiej klasy ma być Długi Marsz 9). Zatem cała sprawa mi pachnie jakimś Chińskim misiem, lub zwykła dezinformacja. Ale być może wystrzelą jakąś mniejsza eksperymentalną instalację no i się okaże że owa instalacja: "przeprowadziła pokojowy eksperyment w dziedzinie zdalnego zasilania innego satelity mikrofalami. Niestety w skutek niewłaściwych parametrów wiązki satelita cel się ugotował" :)

  3. MAZU

    Wykorzystanie 1/3 powierzchni Sahary na fotowoltaikę pozwoli zasilić całą Afrykę i Europę w energię elektryczną. Koszt takiej instalacji i linii przesyłowych to koszt 3-4 elektrowni atomowych. Dlaczego tego się nie robi? Aha, Afryka jest niestabilna, bo trwa tam ciągła wojna. Kto ją wywołuje???

  4. scrambler

    do @AB: dlatego program jest ambitny jak nasz Miś. Co do zastosowania militarnego: rzeczywiście "lizanie" czegokolwiek na powierzchni Ziemi czy w jej pobliżu jest kompletnie nieefektywne, niezależnie od orbity (atmosfera). Ale wzmianka była o innych satelitach, zatem o ew. celowanie nie ma się co martwić, już istnieją odpowiednie technologie i broń. Dlatego może te dezinformujące 1000 ton "żywej wagi" na Ziemi , tyle że nikt nie zweryfikuje jakie jest "tonażowe" minimum dla funkcjonowania w trybie tylko "zasilacza" do lasera / emitera. No i żaden Musk na tym centa nie zarobi Nie wiem, czy Pan podobnie, ale mnie się wydaje, że plany rozbiją się o finanse. Reszta teoretycznie jest możliwa, ktoś przecież musi być w tym pierwszy. Nieoczywista lub wręcz niewykonalna jest kwestia ew. dostaw użytkowych tej eko(?) en. elektrycznej na Ziemię. Jakaś przerośnięta do wymiarów kontenera tzw. butelka lejdejska? Kompletnie nie widzę sensownego i realnego rozwiązania, pomijają oczywiście współczesne fantazmaty o zdalnej transmisji / przesyle energii itp. Dlatego wyznaczyli perspektywę 30 lat (nic nowego, kilkanaście lat trwała np budowa kanału ok 70 km zasilającego w wodę Pekin), w kosmosie już "dłubią" więc gospodarka planowa musi mieć wyznaczone kierunki. Orientacyjne?

  5. Davien

    Panie AB, Musk im tego wozić nie będzie musiał, jeżeli się za to wezmą( a z nimi nic nie wiadomo) to raczej jak bedą mieli LM-9 czyli odpowiednik dawnego Saturna V pod wzgledem udżwigu. Koszty istotnie bedą gigantyczne ale montaż na LEO i póżniej podniesienie na geostacjonarna sa mozliwe. Natomiast co do wykorzystania jako broń, to chyba jedynym sposobenm na przesyłanie energii na ziemie pozostaja właśnie mikrofale a tu wiazka musiałaby być bardzo silnie skupiona. Oczywiscie przy 1 MW to niewiele by zrobiła ale emiter tez nie może być zamontowany na sztywno, chocby z uwagi na precyzję odbioru energii Satelita ma tez silniki korekcyjne wiec i tu by była mozliwość zabawy. No ale to tylko takie nasze gdybanie:)

  6. AB

    @ Davien. Tylko przy obecnych i przyszłych kosztach lotów kosmicznych, budowanie czegokolwiek na tej orbicie co ma więcej niż kilka ton, jest kompletnie pozbawione sensu. Taka instalacja nie miała by racji bytu, nawet gdyby Musk im po kosztach wszystko Starshipami woził (któryś z jego Tweetów mówi o 100 - 200 dolarów za kilogram, ale nie wyszczególnił na którą orbitę). Z kolei broń, jaka by nie była, musiała by zostać ustawiona nad celem (nie do ukrycia) pokonać te trzydzieści tysięcy kilometrów z hakiem i przebić przez atmosferę. Oczywiście cel może się znajdować ponad atmosferą (satelita) ale wtedy pozostaje problem celowania tą tysiąctonową machiną, chyba, że zainstalujemy jakiś obrotowy promiennik zasilanego ta elektrownią lasera, mikrofal czy czego tam jeszcze. Jedyna realna możliwość zbudowania tego czegoś, to zmontowanie na niskiej orbicie i wysłanie na orbitę docelową silnikami jonowymi lub rakietowymi. Jak dla mnie rzecz jest tak kompletnie pozbawiona sensu, że należny ją uznać za typowy serwetkowy projekt lub wręcz za dezinformację.

  7. suawek

    Popłynąłeś autorze: -"Potężna siłownia" o mocy 1MW? pojedyńczy wiatrak produkuje więcej. "skomplikowany system przesyłania prądu" na ziemię: on nie jest skoplikowany - ON NIE ISTNIEJE. I nie wiadmo czy kiedykolwiek istnieć będzie. Przesyłanie tej energii laserem to absurd: Straty powodowane przez atmosferę nie mają tutaj znaczenia? Jak taką moc na ziemi "odebrać"? Prościej byłoby zbudować przedłużacz odługości 10 000 km i przesyłać energię z półkuli aktualnie oświetlonej, na nie oświetloną (dla nie kumatych: sarkazm).

  8. Davien

    Scrambler,mi sie od razu przypomniała ksiazka Davda Bovy o takim satelicie i co moze sie stac jak ktos się włamie do strowania wiazką. Tam były co prawda mikrofale... A tak na powazni ciekawy projekt, tyle ze naturalnie powinni wyeliminowac wszelkie sposoby wykorzystania go jako broni i to w swoim własnym interesie

  9. grundy

    @Grzegorz Ponieważ orbita geostacjonarna tak samo jak równik jest nachylona do płaszczyzny ekliptyki (płaszczyzny orbity Ziemi) pod kątem 23 stopni, i przy odległości 36tys km od środka Ziemi na orbicie geostacjonarnej taka elektrownia nigdy nie znajdzie się w cieniu Ziemi. Znajdując się po przeciwnej stronie niż Słońce będzie około 11ts km poniżej/powyżej krawędzi tarczy Ziemi zależnie od pory roku. Jedyne co trzeba robić to korygować ustawienie paneli w kierunku Słońca

  10. scrambler

    do @Karkses: ten problem rozwiążą planowo w kolejnych 30 latach. A do tego momentu mają gotowe zasilanie do lasera niszczącego inne satelity. Cwane gapy.

  11. Tomek

    Najprawdopodobniej autor tekstu się pomylił podając złe parametry mocy 1 megawata. Najprawdopodobniej chodzi o 1 terawat.

  12. Karkses

    No właśnie - pytanie jak oni chcą energię przesyłać na takie odległości w sposób efektywny. Pomysł napewno nie jest nowy, o czymś takim mówi się już od X lat ale zobaczymy.

  13. Grzegorz

    A w jaki sposób miałby nie rzutować na jej pracę cykl dobowy dnia i nocy? Stać w miejscu w jakiś sposób, czy jak?