Kategorie
Kosmologia

Satelitarne elektrownie słoneczne

Przy tak wysokich kosztach umieszczenia jednostki na orbicie, że SPS nie zużywa paliwa do wytwarzania energii, niewiele zmienia. Same odsetki od 6 bilionów dolarów wyniosłyby około 600 milionów dolarów rocznie: jeśli do tego dodamy koszty utrzymania i straty na wartości sprzętu przez 20 lat, suma ta wzrośnie do biliona dolarów rocznie: (całkowity roczny budżet rządu Stanów Zjednoczonych sięga 1,5 biliona dolarów). Opłata za energię dostarczaną z orbity do domu użytkownika wyniesie 114 dolarów za kilowatogodzinę (nie licząc zysków elektrowni), czyli ponad 2000 razy więcej niż obecnie obowiązująca w Stanach Zjednoczonych stawka 0,05 dolara za kilowat.

Aby więc SPS mógł się stać konkurencyjny w stosunku do konwencjonalnych elektrowni, wyniesienie ładunku musiałoby być 2000 razy tańsze niż dziś i wynosić 4,30 dolarów za kilogram na LEO lub 17 dolarów za kilogram na GEO. Nie jest to mało prawdopodobne, lecz po prostu niemożliwe, ponieważ koszt samego materiału napędowego potrzebnego do wyniesienia rakiety zamyka się czterokrotnie większą kwotą. Natomiast całkowity koszt operacji za pomocą rakiety wielokrotnego użytku podniósłby blisko sześciokrotnie tę cenę, dając w sumie wynik 24 razy wyższy niż zakładaliśmy. Nawet w przyszłości, przy użyciu w pełni odzyskiwalnego pojazdu startowego SSTO o minimalnych kosztach eksploatacji, inwestycja typu SPS nie byłaby korzystna z finansowego punktu widzenia. Przypuszczalnie w przyszłości będzie można dwukrotnie obniżyć cenę materiału napędowego, używając (dotąd niesprawdzonego) zaawansowanego napędu naddźwiękowego, jakim jest spalinowy silnik strumieniowy. Dałoby się również osiągnąć dwukrotnie większą nośność dzięki zastosowaniu do wyniesienia SPS z LEO na GEO olbrzymich silników jonowych (100 tysięcy razy większych od jakichkolwiek silników dotychczas zbudowanych). Ponadto w przyszłości będzie można dwukrotnie zredukować masę ogniw słonecznych w stosunku do dzisiejszych 4 kilogramów na metr kwadratowy. Z 24 schodzimy więc do 3. Innymi słowy, nawet jeśli połączymy doskonałe układy nośne wielokrotnego użytku z silnikami strumieniowymi i idealnym systemem transferu z orbity na inną orbitę oraz ultralekką konstrukcją, energia produkowana przez SPS będzie nadal trzykrotnie droższa niż ta wytwarzana przez elektrownie naziemne.

Świętej pamięci profesor Uniwersytetu w Princeton, Gerard 0’Neill, należał do grona zwolenników pozyskiwania energii słonecznej w kosmosie. Był on jednak w pełni świadom, że układ SPS nie stanie się opłacalny, jeśli materiały na jego budowę będą pochodziły z Ziemi. Zalecił więc, by ogniwa słoneczne, materiały budowlane i wszystkie inne elementy potrzebne do działania SPS były produkowane z materiałów pochodzących z Księżyca. Ze względu na niewielką siłę przyciągania i próżnię panującą na Srebrnym Globie byłoby możliwe wysyłanie materiałów w przestrzeń kosmiczną przy użyciu elektromagnetycznych katapult. Katapultowany materiał kumulowałby się w stabilnych grawitacyjnie miejscach między Księżycem a Ziemią, zwanych punktami libracyjnymi Lagrange’a. Mieszkańcy dużych orbitujących kolonii kosmicznych (zbudowanych z miliardów ton materiału księżycowego) zbieraliby następnie ten surowiec, by wykorzystać go do budowy komponentów SPS, które byłyby wynoszone na odpowiednią orbitę i ostatecznie montowane w jedną całość. Olbrzymie zyski, jakie przynosiłyby orbitalne elektrownie słoneczne, budowane bez konieczności startów z Ziemi, pozwoliłyby założyć bazy księżycowe i orbitujące kolonie kosmiczne oraz zapewniłyby wysoki standard życia milionom kolonistów. Ta wspaniała wizja zdobyła sobie wielu zwolenników, wśród których znaleźli się członek Kongresu USA, Dana Rohrabacher (z Partii Demokratycznej) – przewodniczący House Space Subcommittee, oraz jej zastępca, Jim Muncy.

Jeśli zamierzamy dostarczyć ładunek o wielkiej masie na GEO, łatwiej jest to zrobić z powierzchni Księżyca czy pobliskiej planeto-idy niż z Ziemi. Niemniej rozmach i stopień złożoności projektu 0’Neilla, zakładającego powstanie bazy na Księżycu, katapult, orbitalnych promów i składów paliwa, wielkich wirujących wokół własnej osi kolonii ludzkich w punktach libracyjnych Lagrange’a (każda z kolonii miałaby własne oszklone farmy, systemy podtrzymywania życia, szpitale, szkoły, biblioteki publiczne, centra handlowe, jeziora, parki i domy ogrodzone białymi płotami), orbitujących rafinerii surowców księżycowych, fabryk i stoczni, przyprawiają o zawrót głowy. Nawet jeśli katapulty księżycowe O’Neilla byłyby w stanie dostarczyć materiał na GEO za jedną dziesięciotysięczną obecnych kosztów startu, środki finansowe użyte w celu przetransportowania nieobrobionego surowca o masie miliarda ton na budowę kolonii sięgałyby 4 bilionów dolarów (lub 4 milionów dolarów na jednego mieszkańca kolonii). Zgaduję, że po dodaniu kosztów oczyszczenia i przerobu surowców i budowy kosmicznej kolonii podana suma wzrosłaby czterokrotnie, dochodząc do 40 bilionów dolarów.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *