Американский стартап Reflect Orbital предлагает сбор солнечного света с помощью спутников с зеркалами и его отправку на Землю для генерирования электроэнергии солнечными станциями.
Между тем у астрономов вызывает обеспокоенность тот факт, что подобная технология будет создавать масштабное световое загрязнение. В Reflect Orbital утверждают, что смогут отправлять накопленный спутниками солнечный свет по требованию. Компания планирует начать с 18-метрового испытательного спутника Earendil-1, который планируется запустить в 2026 году.
В Reflect Orbital ожидают запуска 4 тыс. спутников на низкую околоземную орбиту до 2030 года. Спутники Reflect Orbital будут использовать зеркала, чтобы направлять свет на участок Земли, вращаясь на высоте около 625 км с зеркалами диаметром 54 м.
Спутник будет отражать солнечный свет на расстояние примерно 800 км, поскольку на высоте 625 км он не всегда будет находиться прямо над головой, а будет излучать солнечный свет под углом. Освещенный участок земли будет иметь диаметр не менее 7 км, потому что даже изогнутое зеркало или линза не могут сфокусировать солнечный свет в более узкую точку из-за расстояния и угла падения солнца на небе в пол-градуса. Для одного 54-метрового спутника свет будет в 15 тыс. раз тусклее полуденного солнечного света, но все равно намного ярче света от полной Луны.
В прошлом году основатель Reflect Orbital Бен Новак в коротком видео рассказал об испытаниях последнего элемента перед запуском спутников в космос — отражателя, который в рамках испытаний устанавливался на воздушный шар.
По результатам исследований плоское квадратное зеркало диаметром около 2,5 метров направляло луч света на солнечные панели и датчики. В одном из экспериментов инженеры замеряли интенсивность света в 516 Вт на кв м в то время, как воздушный шар находился на расстоянии в 242 метра. Для сравнения полуденное Солнце производит около 1 тыс. Вт на кв м. Таким образом, 516 Вт на кв м — это примерно половина от этого.
Однако если масштабировать это испытание и перенести в космос, когда спутники находятся на расстоянии 800 км от исследуемой области, рефлектор должен быть размером 6,5 на 6,5 км — 42 кв км. Строительство такого гигантского рефлектора нецелесообразно, поэтому испытания с помощью воздушного шара имеет некоторые ограничения.
СпецпроектыProject Zero в дії: огляд ігрової збірки MSI з акцентом на продуктивність і стиль9 всесвітньо відомих IT-компаній з українським корінням
На самом деле план Reflect Orbital — интенсивность всего 200 Вт на кв м, благодаря простым спутникам с правильным расположением. Если один 54-метровый спутник в 15 тыс. раз слабее полуденного солнца, то для покрытия 20% полуденного солнца нужно 3 тыс. таких спутников. Этого слишком много, чтобы осветить один регион.
Другой проблемой является то, что на высоте 625 км спутники будут двигаться со скоростью 7,5 км/сек. Таким образом каждый спутник будет находиться в пределах 1 тыс. км от заданной точки не более 3,5 мин. Это означает, что 3 тыс. спутников будут обеспечивать необходимую интенсивность света лишь несколько минут, а для того, чтобы обеспечить хотя бы час необходимой интенсивности, понадобятся еще тысячи.
Бен Новак амбициозно предполагает, что на околоземных орбитах на высоте более 600 км впоследствии будет около 250 тыс. спутников. Это больше чем текущее количество рабочих и выведенных из строя спутников вместе взятых. Учитывая, на какой высоте будут находиться спутники Reflect Orbital, они смогут освещать большинство мест только в сумерках и на рассвете, когда зеркала будут полноценно улавливать солнечный свет. Учитывая это, Reflect Orbital планирует, что их созвездие будет огибать Землю выше линии дня и ночи по солнечно-синхронным орбитам, чтобы спутники постоянно находились под солнечным светом.
По подсчетам ученых Майкла Брауна с кафедры астрономии австралийского Университета Монаша и Мэтью Кенворти с кафедры астрономии Лейденского университета в Нидерландах, такие спутники с зеркалами не являются практичным способом сбора солнечного света, к тому же они будут создавать масштабное световое загрязнение.
Большое количество подобных спутников с зеркалами будет мешать астрономам. Для любого, кто смотрит в телескоп, поверхность каждого зеркала могла бы быть почти такой же яркой, как поверхность Солнца, что грозит необратимым повреждением зрения. Хотя Reflect Orbital предназначен для освещения конкретных мест, лучи спутников также будут охватывать всю Землю при перемещении из одного места в другое. Ночное небо может быть озарено вспышками света, ярче лунного.
Источники: The Conversation; TechXplore
