Правительство Великобритании рассматривает проект создания малых космических солнечных электростанций для обеспечения страны стабильной энергией. Согласно прогнозам, к середине столетия спрос на электричество в государстве удвоится в связи с массовой электрификацией транспорта и промышленности. Традиционные возобновляемые источники, такие как ветровые и наземные солнечные парки, сильно зависят от погодных условий. Космическая энергетика рассматривается экспертами как способ получить предсказуемый и бесперебойный доступ к электричеству, независимо от времени суток и плотности облачности.
Ранее специалисты фокусировались на проектировании гигантских орбитальных комплексов, однако колоссальные стартовые затраты и техническая сложность отпугивали потенциальных инвесторов. Теперь аналитики предлагают начать с малого. Запуск компактной космической станции, выступающей в роли «минимально жизнеспособного продукта», позволит проверить технологии на практике, снизить финансовые риски и проложить безопасный путь к созданию более крупных систем в будущем.
Техническая концепция предполагает размещение спутников на высокоэллиптической орбите. Космические аппараты будут непрерывно собирать солнечный свет, преобразовывать его в микроволновое излучение и направлять на Землю. На поверхности планеты энергия будет улавливаться специальными наземными сетчатыми конструкциями – ректеннами. Выбранная частота передачи радиоволн позволяет энергетическому лучу беспрепятственно проходить сквозь облака и проливные дожди с минимальными потерями изначальной мощности.
Главным препятствием для реализации подобных орбитальных проектов всегда оставалась высокая стоимость доставки грузов в космос. Ожидается, что ситуация кардинально изменится с массовым введением в коммерческую эксплуатацию сверхтяжелых многоразовых ракет-носителей. Несмотря на то что транспортировка по-прежнему будет составлять львиную долю бюджета, конвейерное производство унифицированных модулей для спутников позволит существенно снизить общую стоимость создания самих космических аппаратов благодаря эффекту масштаба.
Экономическая эффективность системы во многом зависит от расположения наземной принимающей инфраструктуры. Исследования показывают, что строительство ректенны на юге Англии выгоднее, чем на севере в шотландском Абердине, так как это снижает нагрузку на существующие линии электропередачи в районах с традиционно высоким потреблением. Кроме того, особенности выбранной орбиты позволяют одному и тому же космическому аппарату в разное время передавать энергию не только в Великобританию, но и на принимающие станции в других странах, например в Канаду или Японию. Это открывает для страны перспективы экспорта энергии без прокладки дорогостоящих трансокеанских кабелей.
В отличие от атомных электростанций, малые космические электростанции обладают уникальной гибкостью управления. Орбитальную группировку можно настроить таким образом, чтобы она выдавала базовую мощность практически круглосуточно или же концентрировала всю передачу энергии строго в часы утренних и вечерних пиковых нагрузок на сеть. Именно в эти периоды стоимость электричества на рынке достигает максимума, а традиционные солнечные панели на Земле уже или еще не способны генерировать ток.
Помимо интеграции в национальные энергосистемы развитых стран, малые орбитальные станции имеют значительный коммерческий потенциал на глобальном уровне. Они могут стать оптимальным инфраструктурным решением для обеспечения экологически чистой энергией удаленных объектов. В их число входят изолированные горнодобывающие предприятия, малые островные государства, заводы по опреснению морской воды, энергоемкие центры обработки данных и полярные исследовательские базы. Сейчас подобные объекты вынуждены полагаться на сложную логистику и сжигать огромные объемы дизельного топлива.
По оценкам отраслевых аналитиков, при должном уровне стартового государственного и частного финансирования первые коммерческие энергоспутники могут быть выведены на орбиту уже в начале следующего десятилетия. По мере отработки технологий и массового выпуска компонентов к сороковым годам стоимость космического электричества может сравняться с показателями современных наземных низкоуглеродных электростанций. Развитие данного направления способно стать важным элементом перехода мировой экономики к энергетической независимости и нулевым выбросам парниковых газов.