Szép új világ: Kína már az űrből töltené az energiarendszert

Kína újabb lépést tett az űralapú napenergia felé: a földi tesztrendszere már mozgó célpontoknak is képes mikrohullámon energiát továbbítani. A szép új világ ígérete zöldáramról, űrbeli töltőállomásokról és energiabiztonságról szól, a technológia első nagy megrendelője mégis könnyen a hadsereg lehet.

Kína a sci-fi egyik régi ígéretét hozta közelebb a valósághoz: a Hsziani Elektronikai és Technológiai Egyetem Csuj-zsi, vagyis Napot követő projektje egy földi validációs rendszerrel igazolta az űralapú napenergia és a mikrohullámú vezeték nélküli energiaátvitelt. Egy 75 méter magas teszttorony köré épített rendszerrel már 2022-ben elkészült a teljes energetikai láncot modellező földi platform, míg a mostani kísérletek a dinamikus, több célpontot egyszerre ellátó energiaátvitelre fókuszáltak.

A kínai közlések szerint a rendszer körülbelül 100 méteren 1180 wattot továbbított mikrohullámmal (ez egy nagyobb háztartási készülék teljesítményének felel meg), 20,8 százalékos egyenáram–egyenáram hatásfok mellett. Egy másik teszt során egy 30 kilométer/órával repülő drón 30 méteres távolságból 143 wattnyi teljesítményt vett fel. Ez szintén egy nagyobb háztartási készülék nagyságrendje, stratégiai szempontból viszont ebben a legizgalmasabb a nyalábirányítás, a célkövetés és az egy adóból több mozgó vevő kiszolgálása.

Peking rendszerben gondolkodik

A projekt lényege maga a teljes rendszer, a napenergia összegyűjtése, elektromos átalakítása, mikrohullámú sugárzása, célra irányítása, vétele és visszaalakítása. Tuan Paojen akadémikus csapata 2014-ben még egy nagy, gyűrűs „OMEGA” konstrukciót, azaz óriás erőművet képzelt geostacionárius pályára állítani, nagyjából 36 ezer kilométeres magasságba, jelenleg azonban már a több kisebb, elosztott egységből felépülő Distributed OMEGA-ban gondolkodnak.

Miért OMEGA?
Az OMEGA az Orb-shape Membrane Energy Gathering Array rövidítése, és gömbhéjszerű, membrános energiagyűjtő rendszert jelent. A név azonban túlmutat a mérnöki leíráson. A görög ábécé utolsó betűjeként az ómega a végpontot, a beteljesítést sugallja, különösen úgy, hogy ennek az egyik fontos nyugati előzménye az Alpha nevű amerikai koncepció volt. Így a névválasztás arra utal, hogy a kezdet a Nyugaté volt, a végső rendszer pedig talán már Kínáé.

IgaA kísérlet igazi üzenete az, hogy az űrerőmű egy távoli klímatechnológiai megoldás helyett egy űrbeli, mikrohullámú töltőállomás lesz. A kínaiak szerint mindez a jövőben műholdakat, űreszközöket, holdi rendszereket, drónokat vagy akár mobil földi célpontokat is elláthatna energiával. A kereskedelmi hálózati áramellátásban való használata még messze van, az űripari-logisztikai képességek kiépítése viszont már elkezdődött.

Európa is nézi, csak más tempóban

Az Európai Űrügynökség (ESA) is beszállt a versenybe. Az általuk indított SOLARIS program célja annak vizsgálata, hogy az űralapú napenergia időjárástól és napszaktól független, folyamatos kiegészítő energiaforrássá válhat-e. Az ESA korábbi költség-haszon tanulmányai szerint a technológia 2040 körül vagy azt megelőzően versenyképes tiszta alaptermelést adhatna Európának, feltéve, hogy sikerül kezelni a gigawattnyi mértékű űrbeli gyűjtés, a vezeték nélküli energiaátvitel, az összeszerelés és a biztonság problémáit.

Az uniós aktivitást tágabb keretben is érdemes értelmezeni. Az EU 2023-as űrbiztonsági és védelmi stratégiája már stratégiai területként kezeli az űrt, külön hangsúlyt ad az űreszközök védelmének, a kettős felhasználású szolgáltatásoknak és a technológiai szuverenitásnak. Tavaly Brüsszel már létrehozta a European Space Shield védelmi kezdeményezést, vagyis Európa egyszerre kutatja az űrből érkező zöldáram lehetőségét és készül az űrinfrastruktúra védelmére.

Az amerikai próba: a laborból a pályára vitték a kulcselemeket

A Caltech által 2023-ban pályára állított SSPD–1 demonstrátora mindennek az előzményének tekinthető, mert az űralapú napenergia három kulcselemét már valódi űrkörnyezetben vizsgálta. A Dolce a pályán kibontott ultrakönnyű szerkezeti modult, az Alba különböző napelemcellák űrbeli teljesítményét, a Maple pedig a mikrohullámú vezeték nélküli energiaátvitelt tesztelte. Vagyis az amerikai program ugyanazt a feladathalmazt bontotta részekre, amit Kína most egy rendszerbe fűz, azaz hogy miként lehet nagy felületet az űrbe juttatni, azzal energiát gyűjteni, majd azt továbbítani.

A Maple a Föld felé is továbbított kis mennyiségű, de érzékelhető energiát úgy, hogy mozgó alkatrészek nélkül, az adóelemek fázisvezérlésével irányította a nyalábot.

A Dolce kibontása során ugyanakkor mechanikai problémák jelentkeztek, az Alba pedig azt bizonyította, hogy a napelemcellák űrbeli viselkedése erősen eltérő a földitől. A Caltech példája ezért intő jel lehet a kínaiaknak is, miszerint az űralapú energiaátvitelhez hosszú technológiai építkezésre van szükség, amelyben maga a szerkezet, a napelem, az elektronika, a hőháztartás és a sugárirányítás egyaránt döntő jelentőségű.

Energia, iparpolitika, haditechnika

Szót kell ejteni e technológia kettős felhasználásáról is. Egy pontosan irányított mikrohullámú energianyaláb ugyanis békés körülmények között távoli műholdakat tölt, konfliktusos helyzetben, a katonai felhasználása során azonban támogathatja a drónműveleteket, az autonóm rendszereket, a logisztikát és a rádiófrekvenciás energián alapuló képességeket.

Peking hivatalosan a békés űrhasználatot tekinti elsődlegesnek: a kínai űrprogramról szóló 2021-es fehér könyv kimondja, hogy Kína ellenzi az űr fegyverré vagy hadszíntérré alakítását. Ám ha visszagondolunk,