Energia słoneczna na orbicie kosmicznej (SBSP) jest koncepcją, która istnieje od lat 60. XX wieku, ale borykała się z wyzwaniami technologicznymi oraz kosztowymi. Jednak ostatnie postępy wskazują, że niektóre z tych problemów są już rozwiązywane, co czyni SBSP potencjalnym rozwiązaniem w przejściu na czystą energię.
Obecnie na Ziemi wykorzystuje się energię słoneczną w postaci fotowoltaiki (PV) oraz energii słonecznej termicznej. Jednak te metody generowania energii mają pewne ograniczenia, takie jak konieczność posiadania dużych obszarów ziemi oraz zależność od dostępności światła słonecznego. SBSP może pokonać te ograniczenia poprzez wykorzystanie satelitów na geostacjonarnej orbicie (GEO), które są naświetlane przez Słońce przez ponad 99 procent roku.
Przekazanie zebranej w kosmosie energii na Ziemię wymaga bezprzewodowego przesyłania energii za pomocą mikrofal. Ta metoda minimalizuje straty energii, nawet w przypadku zachmurzenia. Stacja naziemna, na której energia jest odbierana, musiałaby mieć dużą średnicę, ale wciąż mniejszą niż powierzchnia niezbędna do budowy tradycyjnych systemów słonecznych czy wiatrowych.
W ramach SBSP zostało zaproponowanych wiele projektów, m.in. CASSIOPeiA i SPS-ALPHA. W tych projektach wykorzystuje się reflektory oraz panele słoneczne, które zbierają energię słoneczną i przekształcają ją w elektryczność. Próby na małą skalę, takie jak eksperyment MAPLE, który został wystrzelony przez Caltech w 2023 roku, udowodniły, że taka technologia ma potencjał do dostarczania energii na Ziemię.
SBSP wzbudziło zainteresowanie na poziomie krajowym i międzynarodowym ze względu na możliwość odegrania kluczowej roli w osiąganiu celów zerowego bilansu emisji. Na przykład w Wielkiej Brytanii SBSP mogłoby generować do 10 GW energii elektrycznej do roku 2050, co stanowiłoby jedną czwartą obecnego zapotrzebowania kraju. Europejska Agencja Kosmiczna ocenia realność SBSP w ramach inicjatywy SOLARIS, a inne kraje również wyraziły chęć eksploracji tej technologii.
Jednym z głównych wyzwań dla SBSP jest koszt i logistyka związane z wyniesieniem potrzebnej masy na orbitę kosmiczną. Jednak firmy takie jak SpaceX i Blue Origin opracowują nośniki rakietowe o dużej ładowności, które mogą znacznie zmniejszyć koszty dzięki możliwości ponownego wykorzystania. Budowa i konserwacja struktur SBSP na orbicie kosmicznej także stanowią wyzwanie, ale postępy w druku 3D oraz technologie serwisowania i tankowania mogą wydłużyć żywotność satelitów.
SBSP oferuje potencjał czystej energii, ale ciągle istnieją ryzyka i wyzwania, które trzeba rozważyć. Dotyczą one wpływu na środowisko związane z ciężkimi startami rakiet, wymagań paliwowych, degradacji paneli słonecznych oraz zagrożeń dla bezpieczeństwa związanych z promieniowaniem mikrofal.
Ogólnie rzecz biorąc, SBSP jest technologicznie możliwe, ale wymaga długoterminowego zaangażowania ze strony rządów i agencji kosmicznych, aby stało się opłacalne ekonomicznie. Jeśli uda się pokonać te wyzwania, SBSP może w znaczący sposób przyczynić się do osiągnięcia celu zerowych emisji i zapewnienia zrównoważonej i czystej energii z kosmosu.
Ten artykuł został oparty na oryginalnym artykule autorstwa Matteo Ceriottiego z Uniwersytetu Glasgow.