Pomalu, ale jistě se vrací jaderná energie na výsluní společenského zájmu, který je charakterizován důrazem na snižování uhlíkové stopy. Rok 2021 se postaral o výrazný technologický pokrok a mnozí odborníci se v této souvislosti domnívají, že nastal čas na jaderné inovace. Někteří sázejí na jadernou fúzi nebo plovoucí jaderné elektrárny (jak jsme o tom referovali v minulých dvou dílech našeho miniseriálu), jiní pomýšlejí na energii z kosmu.
„Čína směřuje velmi rychle k revoluční změně v získávání energie a těžbě vesmírných materiálů a mohla by předehnat USA,“ řekl v nedávném rozhovoru pro list Jerusalem Post bývalý vesmírný analytik CIA Tim Chrisman. Není to první varování americké administrativě. Vědci z Čínské akademie vesmírných technologií tvrdí, že již takovou technologii testují a hodlají stanici postavit do roku 2050, uvádí článek v Sydney Morning Herald.
Dlouhodobým problémem prý je způsob, jak dostat stanici do kosmu. Hmotnost čínské kosmické elektrárny by prý byla přibližně 1 000 t, tedy více než dvojnásobek hmotnosti současné Mezinárodní vesmírné stanice. List Sydney Morning Herald uvádí, že Čína zkoumá, zda dokáže stanici vyrobit převážně ve vesmíru pomocí robotů a 3D tisku.
Další otázkou je transfer sluneční energie na Zemi. Čínští vědci údajně studují řešení transferu pomocí mikrovlnného nebo laserového paprsku.
PENTAGON HLÁSÍ ÚSPĚCH
Nejen Čína, ale i Rusko zaměřují svou pozornost na kosmickou energetiku a konečně také americká vláda se probouzí z politické slepoty. Především prezident Donald Trump podporoval nejenom lety na Měsíc a na Mars. Zasadil se také o vytvoření kosmických vojenských sil a prosazoval energetické plány v kosmu. Jeho nástupce Joe Biden sice před dvěma lety všechny Trumpovy plány odmítl, tedy i ty kosmické, ale nyní se k nim americká vláda pomalu a potichu vrací.
Naštěstí nebyl zcela zastaven Trumpem podporovaný projekt bezpilotního letadla X-37B, a tak Pentagon nyní uvolnil pro veřejnost zajímavý výsledek: test malého solárního panelu připojeného k letadlu byl úspěšný. Deska o rozměrech 30 × 30 cm, v odborných kruzích známá jako fotovoltaický radiofrekvenční anténní modul (PRAM — photovoltaic radiofrequency antenna module), využívající světlo ze slunce k přeměně na elektřinu, bude součástí systému pro odesílání elektřiny z vesmíru na Zemi.
Nejnovější experimenty ukazují, že panel je schopen produkovat pro přenos 10 W energie. To je asi dost na napájení tabletu. Projekt ale počítá s desítkami panelů, a pokud se osvědčí, mohl by znamenat revoluci v tom, jak se energie generuje a distribuuje do vzdálených koutů světa.
ELEKTRÁRNA NA OBĚŽNÉ DRÁZE
Nutno připomenout, že myšlenka bezdrátového přenosu energie se datuje od Nikoly Tesly na konci 19. století. V roce 1968 byla koncepce solárního satelitu podrobně popsána a patentována. Poté, v polovině 70. let, byly úspěšně provedeny experimenty s přenosem mikrovlnné energie v desítkách kilowattů v Goldstone Deep Space Communications Complex v Kalifornii, přesněji v laboratořích Jet Propulsion Laboratory. To byl další krok na cestě k sluneční elektrárně na satelitu (SPS — solar power satellite). JPL patří jednak NASA a jednak Kalifornskému technologickému institutu (Caltech). Ten nyní oznámil, že chce do roku 2023 spustit testovací kosmickou solární elektrárnu Space-based Solar Power (SBSP) a zároveň prozradil, že donátoři této technické univerzity se sídlem v Pasadeně Donald Bren a jeho manželka Brigitte financují od roku 2013 tento projekt částkou přesahující 100 milionů dolarů.
Do této konstelace zapadá snaha firmy SpaceX o masovou produkci satelitů. Nyní jich produkuje 30 t měsíčně a do pěti let by jich mohla vyrobit 40 tisíc a všechny umístit na oběžnou dráhu.
REAKTOR NA MĚSÍCI
Podle tiskového prohlášení z Idaho National Laboratory (INL), laboratoře ministerstva energetiky, z poloviny listopadu 2021, se spojili její pracovníci s vědci z NASA, aby během příštích 10 let umístili na Měsíc „trvanlivý, vysoce výkonný, na slunci nezávislý“ nukleární reaktor.
Tyto dvě agentury v současné době shromažďují návrhy od externích partnerů s termínem podání 19. února 2022. Systém by měl být schopen autonomního provozu z paluby lunárního modelu nebo vozítka na povrchu Měsíce.
Proč štěpení? Je spolehlivé. Štěpné systémy mohou nepřetržitě fungovat ve stinných kráterech a také během dlouhých lunárních nocí, kdy je výroba energie ze slunečního záření obtížná. Systémy, které NASA požaduje po společnostech, by měly poskytnout alespoň 40 kW energie, což by stačilo na nepřetržité napájení 30 domácností po dobu 10 let. Reaktor nesmí vážit více než 6 000 kg. Bude smontován na Zemi a poté vypuštěn na Měsíc. Podobné energetické systémy by pak v budoucnu mohly poskytnout dostatek energie také k vytvoření základny na Marsu. NASA a ministerstvo energetiky vyberou do 12 měsíců nejlepší řešení pro demonstrační misi. Jaderná energie může ve spojení se solárními články, bateriemi a palivovými články poskytovat energii pro provoz roverů, provádění experimentů a využití zdrojů Měsíce k výrobě vody, pohonných hmot a dalších zásob pro podporu života.
Vypsání veřejné soutěže na koncepční návrhy přichází v době, kdy NASA začíná zrychlovat program Artemis, jehož cílem je vytvořit udržitelnou lidskou přítomnost na Měsíci do konce desetiletí. Program, který plánuje vrátit lidi na Měsíc poprvé od roku 1972, se odhaduje na přibližně 93 miliard dolarů.
Už v březnu 2019 vydal Donald Trump rozkaz dopravit Američany na Měsíc nejpozději do roku 2024, k čemuž ovšem nedojde. USA tak riskuje obdobný šok, jako při vypuštění prvního sovětského Sputniku. To je jistě důvod, proč zve nyní NASA inovativní mozky z celých Spojených států, aby poskytly nápady pro udržitelné skladování, distribuci a správu energie na měsíčním povrchu.
V rámci programu Artemis vyšle NASA astronauty do nových oblastí Měsíce včetně měsíčního jižního pólu a připraví se na průzkum Marsu člověkem.
Jak je uvedeno v nedávné zprávě agentury, udržitelné mise budou vyžadovat bezprecedentní kapacitu energie. Aby astronauti mohli dlouhodobě žít a pracovat na Měsíci, budou potřebovat nepřetržitý přísun energie z různých zdrojů. Flexibilní a robustní systém pro povrchovou energii je klíčem k bezpečnému a robustnímu měsíčnímu průzkumu.
„Provoz po celou lunární noc představuje pro nás jednu z nejnáročnějších výzev v oblasti skladování energie a tepelného managementu při našem průzkumu Sluneční soustavy,“ připustil Walt Engelund, zástupce přidruženého správce programů v rámci ředitelství mise vesmírných technologií NASA.
„Energie bude klíčem k budoucímu průzkumu vesmíru,“ řekl novinářům Jim Reuter, administrátor NASA STMD (Space Technology Mission Directorate) ve Washingtonu, který financuje projekt NASA pro štěpení povrchové energie. „Očekávám, že štěpné energetické systémy budou velkým přínosem pro naše plány energetických architektur pro Měsíc a Mars, a dokonce podpoří inovace pro použití zde na Zemi.“
BRITÁNIE NECHCE ZŮSTAT POZADU
Prestižní britský výrobce automobilů Rolls-Royce připravuje první krok do vesmíru. Dave Gordon, šéf obranné divize Rolls-Royce, řekl novinářům listu The Mail on Sunday, že vyvíjejí jaderný reaktor, který by mohl zajistit dostatek energie, aby bylo možné zahájit těžbu na Měsíci, a dokonce i na Marsu.
Společnost projednala své jaderné plány s britskou kosmickou agenturou. Podle Gordona je na Zemi obrovská potřeba vzácných kovů a hlavní zdroje Měsíce, mezi něž patří helium-3, prvek používaný při jaderné fúzi, by se mohly ukázat jako cenné pro budoucí vesmírné průzkumy, přičemž Měsíc bude sloužit jako energetická základna.
„Na světě je obrovský nedostatek vzácných kovů potřebných pro moderní elektroniku a energetiku, takže k těžbě asteroidů, Měsíce a Marsu dojde, doufejme, ještě během mého života,“ domnívá se Gordon.
Nezbývá než dodat, že si žádný stát nemůže nárokovat suverenitu Měsíce podle Smlouvy o vesmíru, podepsané v roce 1967. USA a Sovětský svaz si však vzorky měsíční půdy v 60. a 70. letech 20. století „přivezly“.