Ziemia wykonuje pełen obrót wokół własnej osi, a więc na większej części planety ograniczeni jesteśmy cyklem dnia i nocy. Teoretycznie, gdyby oś obrotu Ziemi nie była nachylona do płaszczyzny orbity, można by było ustawić panele słoneczne na biegunach planety i zawsze stamtąd moglibyśmy pozyskiwać energię słoneczną ze Słońca sunącego blisko horyzontu. Niestety oś obrotu Ziemi nachylona jest względem ekliptyki o nieco ponad 26 stopni, przez co na każdym z biegunów Słońce jest widoczne bezustannie przez kilka miesięcy, aby potem na kilka miesięcy całkowicie zniknąć.
Jedynym miejscem, z którego Słońce jest widoczne bez przerwy, jest przestrzeń kosmiczna. Gdyby zatem udało się umieścić na orbicie okołoziemskiej panele fotowoltaiczne, mogłyby one generować energię elektryczną bez przerwy, zawsze mając Słońce przed sobą. Cykl dnia i nocy nie miałby tutaj absolutnie żadnego znaczenia, tak samo zresztą jak zachmurzenie, które pozostałoby daleko pod satelitą w atmosferze ziemskiej.
Czytaj także: Czysta energia prosto z kosmosu. Brytyjczycy chcą ją generować przez 365 dni
Nie powinno zatem dziwić, że o tworzeniu potężnych farm słonecznych w przestrzeni kosmicznej myśli się już od wielu lat. Problemem jest jednak dostarczenie zebranej przez taką instalację energii z powrotem na powierzchnię Ziemi, gdzie mogłaby ona trafić do sieci energetycznej.
Okazuje się jednak, że jesteśmy bliżej realizacji tej futurystycznej kosmicznej elektrowni słonecznej, niż mogłoby się wydawać. Naukowcom bowiem właśnie udało się dowieść tego, że transmitowanie energii z przestrzeni kosmicznej na powierzchnię Ziemi jest jak najbardziej wykonalne i to wielokrotnie.
Za sukces odpowiedzialny jest instrument Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment (MAPLE) zainstalowany na pokładzie sondy Space Solar Power Demonstrator.
MAPLE trafił na orbitę okołoziemską w styczniu 2023 roku i już w marcu operatorzy satelity postanowili wykonać pierwszy test. Z satelity w kierunku Ziemi została wyemitowana wiązka promieniowania mikrofalowego przenosząca około 100 miliwatów energii. W trakcie testu do Ziemi dotarł około 1 miliwat energii. Na przestrzeni kolejnych ośmiu miesięcy taki sam test przeprowadzono jeszcze kilkukrotnie. Owszem straty są duże, ale należy pamiętać, że mamy tutaj do czynienia z pierwszymi próbami.
Skoro zatem można na Ziemię przesłać energię słoneczną w postaci fal mikrofalowych, można teraz się zastanowić nad praktycznym wykorzystaniem tej technologii.
Czytaj także: Powstanie kosmiczna elektrownia słoneczna. ESA zdradza szczegóły na temat swojego projektu
Naukowcy przyznają, że celem jest stworzenie znacznie większej instalacji, która będzie zbudowana z całej konstelacji satelitów, zbierających energię słoneczną i wysyłających ją na Ziemię. W planach jest stworzenie satelitów o średnicy około metra, które po dotarciu na orbitę będą się rozkładały w płaski kwadrat o boku około 50 metrów. Po stronie zwróconej do Słońca będą znajdowały się ogniwa fotowoltaiczne, po przeciwnej nadajniki fal mikrofalowych. Tak rozłożone satelity będą się grupować w instalacje o boku rzędu jednego kilometra. Wszystko wskazuje na to, że taka instalacja byłaby w stanie dostarczać na powierzchnię Ziemi wystarczającą ilość energii do zaspokojenia potrzeb nawet 10 000 gospodarstw domowych.
Jak zwracają uwagę autorzy tego pomysłu, nadajnik MAPLE będzie w stanie wysyłać energię w dowolnym kierunku, dzięki czemu będzie można go skupiać na odbiornikach znajdujących się na powoli obracającej się pod satelitą powierzchni Ziemi. Co więcej, w razie potrzeby, energię będzie można bez problemu skierować w te punkty na Ziemi, w których ze względu na katastrofę naturalną czy inne wydarzenia nie będzie dostępu do energii elektrycznej. Badacze przekonują, że do odbioru energii na Ziemi nie będzie wymagana żadna infrastruktura odbiorcza. Jeżeli faktycznie tak się stanie, to być może za kilka dekad energia z kosmosu będzie wszędzie tak jak dzisiaj internet satelitarny. Trudno sobie wyobrazić świat, na którym energii elektrycznej jest wszędzie pod dostatkiem. Z drugiej jednak strony pół wieku temu nikt poza pisarzami powieści science-fiction nie wyobrażał sobie smartfonów i tabletów na stałe i bezprzewodowo podłączonych do internetu i dostępnych dla każdego, nawet dla uczniów w szkole.