Japonsko chce obklopit Měsíc prstencem solárních panelů a zásobovat Zemi energií

Japonská stavební společnost přišla s nápadem, který zní jako sci-fi: obrovský pás solárních panelů obepínající celý Měsíc.

Projekt počítá s vybudováním měsíčního „energetického prstence", který by nepřetržitě zachytával sluneční záření a přeměněnou energii odesílal na Zemi. Plán je odvážný, finančně nákladný a plný nezodpovězených otázek – přesto výborně ilustruje, jak daleko sahají dnešní sny o světě bez uhlí, ropy a jaderné energie.

Měsíc jako obří solární elektrárna

Za tímto vizionářským záměrem stojí Shimizu Corporation – velká japonská stavební firma. Již před více než deseti lety představila koncept zvaný Luna Ring: pás solárních panelů o délce přibližně 11 000 kilometrů, táhnoucí se podél měsíčního rovníku a obepínající celé toto nebeské těleso.

Luna Ring má přeměnit rovník Měsíce 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 jakékoli výkyvy denního osvitu typické pro Zemi. Podle výpočtů Shimizu může totožná instalace v kosmickém prostoru vyprodukovat až dvacetinásobek energie oproti stejnému počtu panelů umístěných na zemském povrchu pod oblačnou a znečištěnou oblohou.

Tetsuji Yoshida, šéf kosmické poradní divize firmy, přesvědčoval, 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 kabely proudil na „přivrácená strana" Měsíce – tedy tu, která permanentně směřuje k Zemi.

Tam by vyrostly vysílací stanice, jež by elektrickou energii transformovaly do svazků mikrovln a výkonných laserů. Tyto soustředěné paprsky by byly namířeny přímo na Zemi, kde by je přijímaly speciálně připravené přijímací stanice.

Energetický řetězec: Slunce → panely na Měsíci → kabely na přivrácenou stranu → mikrovlny a lasery → přijímače na Zemi → energetická síť.

Na povrchu naší planety by roli přijímačů plnily tzv. rektény – speciální antény schopné přeměnit mikrovlny zpět na elektrický proud. Namísto klasické fotovoltaické farmy bychom spatřili rozlehlá pole antén a instalací připomínajících hustou síť, přímo napojených na národní energetické soustavy.

Shimizu navrhuje i alternativní využití: část energie by mohla být okamžitě spotřebována na výrobu vodíku. Ten by sloužil jako zásobník energie a palivo pro průmysl, dopravu i energetiku – v souladu s vizí „vodíkové ekonomiky", o níž se stále častěji diskutuje i v Evropě.

Stavba z měsíčního písku a armády robotů

Největší technickou výzvou není samotný sběr energie, nýbrž výstavba infrastruktury přímo na místě. Měsíc je krajně nepřátelské prostředí: žádná atmosféra, ostré záření, obrovské teplotní rozdíly a prach pronikající doslova všude. Právě proto Japonci hodlají stavět především s pomocí robotů.

Stroje dálkově ovládané ze Země po celých čtyřiadvacet hodin denně by vyrovnávaly terén, kopaly, sestavovaly konstrukce a rozváděly kabely. Astronauti by zastávali roli dozorců a techniků údržby, zatímco drtivá většina práce by připadla autonomním nebo poloautonomním systémům.

Plán rovněž předpokládá co největší využití místních surovin. Regolit – sypká vrstva „měsíční zeminy" – je směsicí kovových oxidů. Přiveze-li se z Země vodík, lze 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 k tomu navrhuje pohyblivé „továrny na pásu", které by se přesouvaly podél rovníku, průběžně vyráběly panely z místního materiálu a rovnou je montovaly. Pod pásem panelů by procházel hlavní dopravní koridor i přenosové kabely, částečně zakopané pod povrchem, aby je chránily extrémní podmínky.

Finanční problém, který nikdo nedokázal spočítat

Nadšení konstruktérů ochlazují ekonomové. Masanori Komori z japonského Institutu pro ekonomiku energetiky říká bez okolků: jde o skvělý koncept na papíře, avšak astronomicky drahý v realizaci. Z jeho pohledu by se Japonsko mělo soustředit na technologie uplatnitelné již dnes – například na geotermální energii, k níž má země výjimečné předpoklady.

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

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

Systém by vyžadoval síť pozemních „majáků" – navigačních signálů, které by pomáhaly udržet paprsek přesně na cíli s neobyčejnou přesností. Odchylka o několik kilometrů by mohla znamenat, že obrovské množství energie dopadne na zcela nesprávné místo.

Stav projektu: velký nápad v pozastaveném stavu

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

Projekt se sice objevil ve vědeckých materiálech spojených s výzkumem Měsíce, ale nepřerostl v žádný rozvojový program. Teprve havárie jaderné elektrárny Fukušima Daiichi způsobila, že se téma na chvíli znovu dostalo do médií.

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

Přes absenci průlomových výsledků Yoshida netrací optimismus. Tvrdí, že všechny „ingredience" jsou již k dispozici: solární energie, technologie panelů, mikrovlny, lasery. Podle něj zbývá jediné – i když úctyhodné – propojit to vše do jednoho funkčního celku a přenést 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 kosmických elektráren se dříve objevily ve Spojených státech i v Číně. Japonský projekt se liší tím, že se pokouší využít stálou základnu – Měsíc – jako platformu pro velkolepou instalaci.

Pro politiky a energetické plánovače jsou takové projekty důležitým „lakmusovým papírkem". Ukazují, jak daleko lze teoreticky posunout hranice, pokud je cílem zbavit se závislosti na fosilních palivech. Jsou také způsobem, jak podněcovat rozvoj technologií, které mohou najít uplatnění dříve v méně okázalých projektech – například při budování měsíčních základen či satelitních energetických farem.

Co z toho může v praxi vzejít

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

Pro běžného člověka může být nejzajímavější energetický rozměr. Pokud technologie bezdrátového přenosu energie – která dnes zní jako vzdálená fantazie – dozraje, otevře se cesta k pružnějším zásobovacím systémům. Lze si představit třeba plovoucí fotovoltaické farmy zásobující pevninu bez jediného kabelu nebo energetické satelity podporující síť během špiček spotřeby.

Koncept měsíčního prstence ukazuje ještě jednu věc: aby se skutečně změnil způsob, jakým zásobujeme ekonomiku energií, jsou zapotřebí nápady sahající daleko za pouhé navyšování počtu větrných farem a střešních panelů. Část z nich zůstane navždy ve sféře vizí, ale část – stejně jako kdysi lety na Měsíc – se může časem stát technickou každodenností.