Japonsko chce obklopit Měsíc prstencem solárních panelů a zásobovat Zemi energií

Měsíc jako obří solární elektrárna

Japonská stavební firma přišla s nápadem, který zní jako sci-fi: gigantický pás solárních panelů táhnoucí se kolem celého Měsíce.

Projekt počítá s vybudováním měsíčního „energetického prstence", který by nepřetržitě zachytával sluneční záření a přeměněnou energii odesílal na Zemi. Jde o ambiciózní, finančně nákladný plán plný nezodpovězených otázek — zároveň ale výstižně ukazuje, jak daleko sahají dnešní sny o odpoutání se od uhlí, ropy a jádra.

Za myšlenkou stojí Shimizu Corporation — velká japonská stavební společnost. Svůj koncept nazvaný Luna Ring představila již před více než desetiletím. Jde o pás solárních panelů o délce přibližně 11 000 kilometrů, vedoucí podél měsíčního rovníku a obepínající celé toto nebeské těleso.

Luna Ring má proměnit měsíční rovník v nepřetržitě fungující solární elektrárnu, nezávislou na počasí ani na střídání dne a noci.

Klíčem jsou podmínky panující na Měsíci. Chybí tam atmosféra, mraky, smog i pozemské střídání dne a noci. Podle výpočtů Shimizu může stejná instalace v kosmickém prostoru vyprodukovat až dvacetkrát více energie než stejný počet panelů umístěných na Zemi pod oblačnou a znečištěnou oblohou.

Šéf kosmické poradenské divize firmy Tetsuji Yoshida argumentuje, že kdyby se veškerou energii z měsíčních panelů podařilo bezpečně dopravit na naši planetu, lidstvo by mohlo zcela přestat spalovat fosilní paliva — od uhlí přes ropu až po biomasu.

Jak by se energie z Měsíce dostala do české zásuvky

Nejfuturističtěji zní samotný způsob přenosu energie. Na měsíčním rovníku by fotovoltaické panely přeměňovaly sluneční záření na elektrický proud. Ten by pak tekl kabely na „přivrácené straně" Měsíce — tedy na té, která neustále směřuje k Zemi.

Tam by vznikly vysílací stanice, jež by elektrickou energii přeměnily na svazky mikrovln a výkonné lasery. Tyto soustředěné paprsky by byly namířeny přímo na Zemi, na speciálně připravená přijímací zařízení.

Cesta energie: Slunce → panely na Měsíci → kabely na přivrácené straně → mikrovlny a lasery → přijímače na Zemi → energetická síť.

Na zemském povrchu by funkci přijímačů plnily tzv. rektény — speciální antény schopné zpětně přeměnit mikrovlny na elektrický proud. Místo běžné solární farmy bychom viděli rozlehlá pole antén a zařízení připomínající hustou síť, napojených přímo na národní energetické soustavy.

Shimizu navrhuje také alternativní využití: část energie by šlo rovnou spotřebovat při výrobě vodíku. Ten by sloužil jako zásobník energie i jako palivo pro průmysl, dopravu a energetiku — přesně v souladu s vizí „vodíkové ekonomiky", o níž se stále více diskutuje i v Evropě.

Stavba z měsíčního prachu a armády robotů

Největší technickou výzvou není samotný sběr energie, ale vybudování infrastruktury přímo na místě. Měsíc je mimořádně nehostinné prostředí: žádná atmosféra, intenzivní záření, obrovské teplotní rozdíly a prach pronikající doslova všude. Japonci proto chtějí stavbu postavit především na robotech.

Stroje dálkově ovládané ze Země nepřetržitě po celý den by vyrovnávaly terén, kopaly, montovaly konstrukce a rozkládaly kabely. Astronauti by zastávali roli dozorců a techniků, přičemž drtivá většina práce by připadla autonomním nebo poloautonomním systémům.

Plán počítá také s co největším využitím místních surovin. Regolit — sypká vrstva „měsíční zeminy" — je směsí kovových oxidů. Pokud by se z Země dovezl vodík, dalo by se z této směsi získat vodu a kyslík a samotný prach zpracovat na:

• beton a konstrukční prvky,
• keramiku a ochranné dlaždice,
• skleněná vlákna,
• samotné solární články.

Shimizu za tímto účelem navrhuje pojízdné „továrny na páscích", které by se pohybovaly podél rovníku, průběžně vyráběly panely z místního materiálu a okamžitě je montovaly. Pod pásem panelů by vedla hlavní dopravní trasa a přenosové kabely, částečně zahrabané pod povrchem, aby je ochránily před extrémními podmínkami.

Problém peněz, který nikdo nedokáže vyčíslit

Nadšení projektantů ochlazují ekonomové. Masanori Komori z japonského Institutu pro energetickou ekonomiku říká přímo: je to skvělá koncepce na papíře, ale astronomicky drahá v praxi. Podle něj by se Japonsko mělo soustředit na technologie, které lze nasadit již dnes — například na geotermální energii, pro níž má země vynikající podmínky.

Technologie přenosu gigawattů výkonu z Měsíce na Zemi vyžaduje přesnost, jíž zatím nikdo v takovém měřítku nedosáhl.

Sám Yoshida přiznává, že nedokáže poskytnout věrohodný odhad celkových nákladů. Je třeba vyřešit problémy, které dosud nikdo prakticky netestoval: jak udržet svazky mikrovln a laserů stabilně namířené na přijímací stanice vzdálené více než 380 000 kilometrů? Jak zajistit naprostou bezpečnost pro lidi, letadla a satelity?

Systém by vyžadoval síť pozemních „majáků" — navigačních signálů pomáhajících udržet paprsek na cíli s nevídanou přesností. Odchylka o několik kilometrů by mohla znamenat, že obrovské množství energie dopadne na zcela nevhodné místo.

Stav projektu: velká myšlenka v limbu

Z dokumentů zveřejněných po roce 2011 vyplývá, že Luna Ring zůstává zatím převážně vizí na webových stránkách firmy. Shimizu nezískalo financování, nemá zelenou od kosmických agentur jako JAXA či NASA a neexistuje ani reálný harmonogram prací.

Projekt se objevil ve vědeckých materiálech spojených s výzkumem Měsíce, ale nepřerostl v rozvojový program. Teprve havárie elektrárny Fukušima Daiči způsobila, že se téma na chvíli vrátilo do médií.

Po odstavení mnoha japonských jaderných reaktorů a prudkém poklesu podílu atomu v energetickém mixu začala země horečně hledat alternativy. V tomto ovzduší získaly i tak odvážné koncepty, jako je měsíční energetický prstenec, na přitažlivosti a začaly přitahovat pozornost veřejnosti.

Navzdory absenci průlomů Yoshida netrací optimismus. Tvrdí, že všechny „ingredience" jsou již k dispozici: solární energie, technologie panelů, mikrovlny, lasery. Podle něj zbývá „jen" — nebo spíše „právě" — spojit to vše dohromady v jeden funkční celek a přenést ho na jiné nebeské těleso.

Proč tak vzdálené nápady vzbuzují zájem

Luna Ring zapadá do širšího trendu uvažování o energetice jako o něčem, co přesahuje hranice Země. Podobné koncepty vesmírných elektráren se již dříve objevily ve Spojených státech či v Číně. Rozdíl spočívá v tom, že japonský projekt se pokouší využít stálou základnu — Měsíc — jako platformu pro obrovskou instalaci.

Pro politiky a energetické plánovače jsou takové projekty důležitým „lakmusovým papírkem". Ukazují, jak daleko lze teoreticky posunout hranice, pokud je cílem odpoutání od fosilních paliv. Je to také způsob, jak stimulovat vývoj technologií, které mohou najít uplatnění dříve v méně okázalých projektech — například při budování měsíčních základen nebo satelitních energetických farem.

Co z toho může vzejít v praxi

I kdyby Luna Ring nikdy nebyl postaven v plném rozsahu, samotná koncepční práce kolem takového projektu přináší konkrétní výsledky. Inženýři analyzují nové metody stavby v náročných podmínkách, navrhují autonomnější roboty a testují způsoby využívání místních surovin na cizích nebeských tělesech. Jde o poznatky, které se uplatní při každé závažnější pilotované misi za nízkou oběžnou dráhu Země.

Pro běžného člověka může být nejzajímavější energetický aspekt. Pokud technologie bezdrátového přenosu energie — i když dnes zní jako vzdálená fantazie — dozraje, otevře se cesta k flexibilnějším systémům zásobování elektřinou. Lze si představit například plovoucí solární farmy zásobující pevninu bez jediného kabelu nebo energetické satelity podporující síť během špiček spotřeby.

Koncept měsíčního prstence ukazuje ještě jednu věc: aby bylo možné skutečně změnit způsob, jakým zásobujeme hospodářství energií, jsou zapotřebí nápady sahající podstatně dál než pouhé navyšování počtu větrných parků nebo střešních panelů. Některé z nich zůstanou navždy ve sféře vizí — ale jiné, stejně jako kdysi lety na Měsíc, se mohou časem stát technickou samozřejmostí.