Japan je upravo poslao struju iz svemira na Zemlju – počinje nova energetska era?

JAPAN POSLAO STRUJU IZ SVEMIRA NA ZEMLJU: Japan je napravio korak koji još donedavno zvučao kao znanstvena fantastika: energija prikupljena izvan Zemlje, pretvorena u mikrovalove i poslana kroz svemir do prijemne stanice na površini, gdje je ponovno pretvorena u električnu energiju spremnu za korištenje u mreži.

Riječ je o nizu proba kojima Japan – kroz projekte državne agencije JAXA i organizacije Japan Space Systems – postupno demonstrira da se struja može „brati“ u orbiti i na Zemlju slati bežično, bez kabela i bez tankera punih goriva.

Najnoviji japanski test dio je programa OHISAMA (japanski za „malo sunce“): plan je da satelit u niskoj Zemljinoj orbiti prikuplja sunčevu energiju, pretvara je u mikrovalno zračenje te je usmjerava prema prijemnoj stanici na Zemlji, koja je ponovno pretvara u struju.

Energija je mala – reda veličine jednog kilovata, dovoljno za perilicu posuđa – ali simbolika je golema: prvi put se u praksi spaja svemirska solarna elektrana i zemaljska mreža u jedinstven, iako još minijaturni, sustav.

Kako izgleda svemirska solarna elektrana

Iza romantičnog imena OHISAMA krije se vrlo konkretan stroj. Prema dostupnim tehničkim opisima, riječ je o satelitu mase oko 180 kilograma, opremljenom fotonaponskim panelima, koji kruži oko 400 kilometara iznad Zemlje. U toj visini Sunčeva svjetlost ne prolazi kroz atmosferu, pa su gubici mnogo manji nego na tlu. Satelit kontinuirano proizvodi električnu energiju i pohranjuje je u sustav napajanja.

Ključni dio priče počinje kad se struja više ne šalje žicama, nego se pretvara u mikrovalno zračenje. Posebne antene na satelitu oblikuju usmjereni snop mikrovalova koji putuje prema Zemlji. Na tlu ga dočekuje tzv. rektenska – polje tankih, mrežastih antena koje apsorbiraju mikrovalnu energiju i, pomoću ugrađenih poluvodiča, pretvaraju je natrag u istosmjernu električnu energiju prikladnu za mrežu.

Zadatak nije nimalo trivijalan

Da bi sustav bio siguran i učinkovit, mikrovalni snop mora „pogoditi“ cilj na površini s iznimnom preciznošću: japanski stručnjaci navode da je potrebno držati pogrešku usmjerenja snopa manjom od 0,001 stupnja – praktički kao da laserskim pokazivačem s udaljenosti nekoliko desetaka kilometara gađate novčić.

Prije svemirskog pokušaja, Japan je godinama slagao „kockice“ na Zemlji. U laboratorijskim i terenskim testovima uspjeli su bežično prenijeti 1,8 kilovata na udaljenost od 55 metara, a kasnije i oko 10 kilovata na 500 metara. U svibnju 2025. istraživači iz Japan Space Systems otišli su korak dalje: energiju su mikrovalnim snopom poslali s mlaznog zrakoplova na visini od oko 5 kilometara do antena na tlu, dok se avion kretao velikom brzinom. Time su dokazali da sustav može pratiti i pokretne izvore.

OHISAMA sada to znanje prenosi u orbitu: satelit prikuplja sunčevu energiju, a koncept predviđa da se u kratkom, petominutnom „rafalu“ pošalje približno 1 kW snage prema prijemnoj stanici udaljenoj oko 40 kilometara. Potom je potrebno više dana da se baterije ponovno napune za sljedeći impuls.

Zašto uopće trebamo elektrane u svemiru?

Na prvi pogled, čitava priča može zvučati kao nepotreban luksuz – zašto graditi skupe satelite kad već imamo solarne panele na krovovima i poljima? Odgovor leži u fizici i geografiji.

U svemiru nema oblaka, nema noći u klasičnom smislu, nema prašine, kiše ni snijega. Solarni paneli u orbiti mogli bi prikupljati energiju gotovo 24 sata na dan, dok paneli na tlu rade punim kapacitetom samo nekoliko sati dnevno. Procjene govore da bi svemirska solarna elektrana mogla skupljati i do 13 puta više energije od identične elektrane na površini Zemlje.

Još jedan adut svemirskih elektrana je kontinuirana, „bazna“ snaga

Za razliku od vjetra i klasične solarne energije, koje ovise o vremenu i dobu dana, svemirske solarne elektrane mogle bi električnu energiju slati u mrežu stabilno i predvidivo – slično kao nuklearne elektrane, ali bez nuklearnog otpada.

Japan vidi posebnu priliku u tome što je riječ o otočnoj državi s ograničenim prostorom za velike solarne i vjetroparkove te čestim prirodnim katastrofama. Sustavi koji bi mogli iz orbite slati energiju na prijenosne rektenske u pogođenim područjima mogli bi doslovno „upaliti svjetlo“ u regijama gdje su dalekovodi razrušeni potresom, tajfunom ili tsunamijem.

U širem kontekstu, svemirske solarne elektrane uklapaju se u globalnu utrku za dekarbonizaciju. Dok se svijet hvata ukoštac s klimatskim promjenama, SBSP (space-based solar power) nudi potencijalno čist, stalan i globalno dostupan izvor energije, koji bi dugoročno mogao dopunjavati – ali ne nužno zamijeniti – postojeće obnovljive izvore.

Izazovi: cijena, rakete, mikrovalovi i svemirski otpad

Naravno, priča nije ni blizu gotova. Iza futurističkih ilustracija i oduševljenih naslova krije se niz vrlo prizemnih problema.

1. Astronomska cijena

Najveća prepreka zasad je – novac. NASA-ino detaljno izvješće iz 2024. procjenjuje da bi električna energija proizvedena u velikoj svemirskoj solarnoj elektrani danas koštala oko 0,61 dolara po kilovatsatu, dok se struja iz kopnenih vjetroelektrana ili solarnih elektrana može proizvoditi za 0,02–0,05 dolara po kilovatsatu. Drugim riječima, svemirska struja je trenutno višestruko skuplja.

Tek kad cijena lansiranja još padne, a tehnologija panelâ, antena i elektronike postane znatno lakša i učinkovitija, svemirske elektrane imaju šansu postati ekonomski konkurentne.

2. Rakete i emisije

Da bi se u geostacionarnu orbitu postavila jedna gigavatna svemirska solarna elektrana (otprilike snage većeg nuklearnog bloka), procjene govore o desecima lansiranja superteških raketa. Svako lansiranje nosi svoje emisije stakleničkih plinova i utjecaj na gornje slojeve atmosfere.

NASA upozorava da bi, ako se ne bude pazilo, raketni promet potreban za gradnju svemirskih elektrana mogao poništiti dio klimatske koristi koju one donose.

3. Strah od „mikrovalnih topova“

Iako su mikrovalne frekvencije i gustoće snage koje se planiraju koristiti u SBSP sustavima usporedive s onima u modernim komunikacijskim sustavima i daleko ispod razina opasnih za zdravlje, javnost nerijetko reagira s dozom nelagode na ideju „energetskog snopa“ koji dolazi iz svemira.

Znanstvenici naglašavaju da se snop može projektirati tako da se pri većoj devijaciji automatski rasprši na sigurnu razinu, a rektenske mogu biti izvedene kao prozirne, mrežaste strukture iznad poljoprivrednog zemljišta, bez značajnijeg utjecaja na okoliš.

No, barem na razini teorije, postoji i zabrinutost da bi ista tehnologija mogla biti iskorištena u vojne svrhe – kao „mikrovalni top“ ili sustav ometanja protivničkih sustava. Zbog toga će međunarodni sporazumi i transparentno praćenje ovih projekata biti jednako važni kao i sama tehnologija.

4. Svemirski otpad i pouzdanost

Svemirske elektrane bile bi golemi, osjetljivi sustavi sastavljeni od tisuća kvadratnih metara solarnih panela i antena. Takve strukture su prirodna meta mikrometeorita i postojećeg svemirskog otpada. Osim što oštećenja mogu smanjiti proizvodnju energije, svaka nova konstrukcija u orbiti dodatno povećava rizik lančanih sudara (tzv. Kesslerov sindrom).

Trend je jasan

Ipak, usprkos svim preprekama, trend je jasan: svemirska solarna energija više nije samo ideja na papiru. Caltechov eksperiment MAPLE još je 2023. godine prvi put pokazao da satelit može prikupiti sunčevu energiju, pretvoriti je u mikrovalove i poslati detektabilnu količinu na Zemlju.

Japan sada gradi na tom iskustvu te se nada da će, uz OHISAMA i buduće, veće satelite, postati prva država koja će svemirsku solarnu energiju pretvoriti u ozbiljan izvor struje za svoje gradove.

Koliko će vremena trebati da takva elektrana doista napaja tisuće domova – još je otvoreno pitanje. No jedno je sigurno: trenutak u kojem je struja iz svemira prvi put prošla put do naše mreže bit će se u udžbenicima fizike i energetike spominjao kao početak nove epohe. I tu će negdje, u bilješci pod zvjezdicom, pisati – „Japan“.