Napszél hasznosítás kisebb szépséghibákkal

Felejtsük el a nap- és a szélenergiát, a világ energiaszükségletét sokszorosan fedezheti egy másik forrás, a napszél. Ezt műholdakkal gyűjthetnénk be és sugározhatnánk le a Földre, állítja egy amerikai fizikus, aki tudományos fantasztikum kategóriája felé sodródó Dyson-gömbből indult ki, ami közel fél évszázaddal ezelőtt vázoltak fel.

Az úgynevezett Dyson-Harrop műhold koncepció lényege egy hosszú fémvezeték, amit a Nap irányába kell pozícionálni. A vezeték némi elektromosság segítségével egy henger alakú mágneses mezőt generál, ami begyűjti a napszél felét kitevő elektronokat. Ezek az elektronok egy vevőegységként funkcionáló fémgömbbe áramlanak, elektromosságot hozva létre. Innentől kezdve a rendszer önfenntartóvá válik, a napszélből keletkező elektromosság ugyanis biztosítja a mágneses mező előállítását is a folyamathoz. Minden egyéb begyűjtött elektromosság egy infravörös lézerhez irányul, amit a Földön az energia begyűjtésére kialakított műholdtányérokkal lehet összeszedni. Mivel a levegő nem akadályozza az infravörös sugarat, így a Föld légköre nem von el energiát az átadáskor. A műholdat egy gyűrű alakú vitorlával is ellátják, ami a műhold pályájának fenntartását segíti.

Egy viszonylag kisméretű Dyson-Harrop műhold, ami egy 300 méter hosszú, 1 centiméter széles rézvezetékkel, egy 2 méter széles vevőegységgel, valamint egy 10 méter átmérőjű vitorlával működik, és valahol félúton helyezkedik el a Nap és a Föld között, 1,7 megawatt energiát tudna előállítani, ami körülbelül 1000 háztartás ellátására elegendő. Harrop szerint ezeket a paramétereket felnagyítva a fenti energiamennyiség sokszorosa gyűjthető be.


Mivel a műholdak alkotóelemei főként rézből készülnének, ezért előállításuk egyszerűnek nevezhető. "Ez a műhold a gyakorlatban is megvalósítható a jelenlegi műszaki és feljuttatási módszerek alkalmazásával" - tette hozzá Harrop, aki azonban elismeri, hogy önmagában egy pusztán a fentebb felsorolt elemekkel ellátott műhold messze nem lenne életképes. A műholdhoz, illetve elsősorban törékeny alkotóelemeihez ki kellene dolgozni egy megfelelő védelmet az űrben kóborló kisebb-nagyobb objektumokkal szemben. A hőképződés és az energia eloszlás is gondokat okozhat, ezért számos egyéb műszerrel is el kellene látni egy gyakorlatban is alkalmazható modellt, ami elsősorban űrbeli objektumokra tudná átsugározni a napszélből gyűjtött energiát.

Ha még nem lenne elég kétséges egy ilyen projekt kimenetele, akkor mindenképpen érdemes megemlítenünk az egész elv legnagyobb hátulütőjét is, ami nem más, mint a távolság. Ahhoz, hogy a műhold folyamatos napszélnek legyen kitéve, magasan az ekliptika fölött kell elhelyezkednie, ez több tízmillió kilométeres Földtől számított távolságot jelent. Ilyen távolságokban még egy erősen fókuszált lézer is több ezer kilométer széles szóródást produkál, mielőtt sugara elérné a Földet.

Maga a szóródás ártalmatlan lenne, erőssége nem haladná meg a holdfényét, magyarázta John Mankins, az űrbeli napenergiára szakosodott Artemis Innovation tanácsadó cég elnöke. "A sugár befogásához azonban egy soha nem látott méretű optikára lenne szükség, egy több tíz, vagy akár száz kilométeres átmérővel rendelkező, gyakorlatilag tökéletes lencsére" - figyelmeztet. Arra is rámutat, hogy a vezeték könnyedén kiéghet a folyamatosan áthaladó hatalmas feszültségek miatt, bár ennek alátámasztásához még nem végezték el a szükséges számításokat.

Évtizedek óta folynak a tárgyalások olyan műholdak beüzemeléséről, amik energiát sugároznának a Földre. Kalifornia állam tavaly decemberben már megkötött egy szerződést, amiben szerepel az űrből begyűjtött napenergia hasznosítása. Egy napelemekkel telepakolt műhold kilogrammokra levetített előállítási költsége azonban jóval nagyobb egy Dyson-Harrop műholdnál, ezért Harrop szerint a napszél-energia tervezet költségeit tekintve életképesebb lenne egy vele egyenértékű napelemes projekthez viszonyítva.

Mankins nem osztja ezt a nézetet, szerinte kizárólag az űrbeli alkalmazásoknál használható Harrop elve. "Elképzelhetőnek tartom az elv alkalmazását az ekliptika síkján kívül, egy olyan űreszköz energiaellátásában, mint például a Nap-kutató Ulysses űrszonda"