Solární energie je čistá a obnovitelná. Má však podstatnou nevýhodu, která omezuje její rozšíření. Solární elektrárny vyrábí elektřinu jen ve dne, když na solární panely dopadá dostatečné množství slunečních paprsků.

Na Zemi se proto musíme vyrovnávat s tím, že tato zařízení dodávají proud pouze v určitou část dne a za příznivého počasí. Například v Česku se jejich výkon v zimním období několikanásobně snižuje.

Takové omezení by se však dalo překonat, pokud bychom umístili solární elektrárny do vesmíru, na oběžnou dráhu Země. Tam by mohly sbírat energii 24 hodin denně, 365 dní v roce. Zkrátka bez přestávky.

Patrně jako první takovou elektrárnu zmínil před více než stoletím sovětský konstruktér Konstantin Ciolkovskij. V šedesátých letech ji k technickém projektu posunul Peter Glaser, americký aerokosmický inženýr českého původu. Teprve v tomto století se však solární energii získávané přímo z vesmíru začaly výzkumné instituce věnovat ve větší míře. Překážkou pro tuto technologii byl přitom přenos energie na Zemi.

Letos ji však odborníci z Kalifornského technologického institutu (Caltech) aspoň částečně dokázali překonat. V lednu na palubě rakety SpaceX vyslali na oběžnou dráhu sondu SSPD-1 (Space Solar Power Demonstrator) a před několika dny potvrdili, že bezdrátově přenášeli energii ve vesmíru, informuje magazín Space Today.

A co je podstatné: Dokázali ji poslat na Zemi a zachytit.

Energie létala bez drátů

Solární panely se ve vesmíru běžně používají, například jako zdroj energie pro sondy, anebo k napájení vesmírné stanice ISS. Pro vesmírnou elektrárnu však bude nutné vypustit a rozmístit velké pole solárních panelů, které bude lehké a pružné.

Jednotka testovaná vývojáři z Caltechu byla poskládána do balíčku o objemu metr krychlový a rozvíjela se do plochých čtverců o straně 50 metrů.

Samotná sonda SSPD-1 obsahuje tři technologické systémy: Konstrukci DOLCE (Deployable on-Orbit ultraLight Composite Experiment) o rozměrech 1,8 x 1,8 metru, určenou k rozmístění malých modulárních sond, sérii 32 různých typů fotovoltaických článků ALBA, u nichž vědci měřili účinnost, a zařízení pro přenos energie MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment), klíčový prvek systému.

MAPLE se skládá ze dvou přijímačů umístěných 30 centimetrů od vysílače, které zpracovávají energii ze solárního panelu a přeměňují ji na stejnosměrný proud.

Během experimentu na oběžné dráze se podařilo rozsvítit dvojici LED připojených k přijímačům. Technici je zapínali každou zvlášť, přitom se potvrdil přenos energie v prostoru.   

Vnitřek zařízení MAPLE, které bezdrátově přenáší energii ze soustavy vysílačů (vpravo) do dvou přijímačů (vlevo), v nichž se rozsvěcují LED diody. | zdroj: Profimedia

„Prokázali jsme, že tato technologie může fungovat v náročných podmínkách vesmíru,“ píší vývojáři v popisu experimentu a zdůrazňují, že se podařilo poslat energii na Zemi, přesně ji zaměřit a zachytit na střeše jedné z laboratoří Caltechu v Pasadeně.

„Celou technologii jsme testovali na Zemi, ale až nyní víme, že dokáže přežít cestu na oběžnou dráhu a fungovat i tam,“ cituje magazín Universe Today Aliho Hajimiriho, vedoucího týmu, který systém vyvinul.

Dokážeme z vesmíru přenášet gigawatty?

Experiment vývojářů z Caltech je nadějný. Technologie je však teprve v plenkách a do éry vesmírných elektráren, pokud skutečně nastane, zbývá vyřešit hromadu problémů.

Tak rozměrnou stavbu, jakou by byla vesmírná elektrárna, ještě nikdo nestavěl. A její velké panely by byly ohrožovány mikrometeority a kosmickým smetím.

Největší problém však představuje účinnosti bezdrátového přenosu energie. Přenášet gigawatty na tisíce kilometrů vesmírem s vysokou účinností zatím neumíme.