האם סין מתכוונת לשגר לחלל תחנת כוח סולארית ברדיוס של קילומטרים רבים? הקרן הלאומית למדעי הטבע בסין (NSFC), גוף הכפוף במישרין למועצת המדינה של הרפובליקה העממית של סין, הכריזה על פרויקט בן חמש שנים לחקר הרכבתן של חלליות גדולות במיוחד. הקרן הורתה למדענים להירתם ל"צורך הבוער" של בניית חלליות עצומות, לרבות מחקר באתגרים הרבים של פיתוח מבנים קלי-משקל לשיגור והרכבתם של המבנים הללו במסלול.
למרות שסין שומרת על עמימות יחסית, פרויקט מחקר כזה יכול לשמש לבניית מגה-מבנים דוגמת תחנות כוח סולאריות בחלל. תחנה כזאת – מערך של פאנלים סולאריים – תוצב במסלול גאוסטציונרי (GSO), כלומר בגובה של 35,786 ק"מ מעל קו המשווה. התחנה תקלוט את הקרינה האלקטרומגנטית מהשמש ותמיר אותה לקרני מיקרו, שישודרו חזרה לקרקע ויומרו לחשמל.
אנרגיה ירוקה מהחלל עד 2050
אמנם מסמך הקרן הלאומית למדעי הטבע בסין אינו מדבר מפורשות על חוות סולאריות, אלא מסתפק בקביעה כי חלליות בגודל של קילומטר ויותר יהוו "ציוד חללי פורץ דרך ואסטרטגי", שיקנה למדינה יתרון "בשימוש העתידי של משאבי החלל, בחקר מסתורין היקום ובהתיישבות ארוכת-הטווח במסלול". אלא שסין כבר הצהירה בעבר כי פניה למגה-מערך סולארי בחלל. כך, למשל, ביוני השנה הצהיר המתכנן הראשי של סדרת המשגרים לונג מארץ', לונג להאו, כי המשגר הסופר-כבד הבא, הלונג מארץ' 9, ישמש לשיגור חלקי החווה הסולארית, שתורכב במסלול סביב כדור הארץ.
לפי להאו, הפרויקט יתחיל במחקר היתכנות בקנה מידה קטן בשנה הבאה – ואם האבטיפוס יוכיח את עצמו, סין תבנה תחנת כוח סולארית שעד 2050 תספק אנרגיה בקנה מידה של גיגה וואטים. 1000 מגה וואטים הם גיגה וואט אחד ולצורך השוואה תחנות הכוח באשלים בישראל מביאות להספק כולל של 250 מגה-וואט בלבד.
Earth_horizon_and_International_Space_Station_solar_panel_array_(Expedition_17_crew,_August_2008).jpg
כדי לסבר את האוזן, פרויקט שכזה יהיה חסר תקדים בהיקפו בתולדות החלל, ויצריך תשתית בהיקף של כ-10,000 טון, שישוגרו ביותר ממאה שיגורים על גבי המשגר הסופר-כבד לונג מארץ' 9 ויורכבו במסלול. לשם השוואה, תחנת החלל הבינלאומית, המבנה היקר ביותר שנבנה בהיסטוריה, שוקלת כ-450 טון "בלבד". מטרת פרויקט הקרן הלאומית למדע אפוא היא לחקור חומרים קלים במיוחד, שיפחיתו את המספר הכולל של השיגורים הנדרשים לבניית תחנת הכוח הסולארית הראשונה בחלל החיצון. המחקר הבסיסי מתוקצב ב-2.3 מיליון דולר.
חשמל מהחלל
"היתרונות של הצבת תחנת כוח סולארית בחלל הם ברורים", אומר פרופ' ג'פרי גורדון מהמחלקה לאנרגיה סולארית ופיזיקה סביבתית באוניברסיטת בן גוריון בנגב. "ראשית, ניתן לספק את החשמל כל הזמן, 24 שעות, כל ימות השנה. אין יום ולילה ואין עננים. לכן כבר מדובר על תפוקת חשמל גבוהה פי שניים לפחות. אבל למעשה התפוקה תהיה גבוהה עוד יותר, שכן האטמוספרה שלנו בולעת ומפזרת את קרינת השמש. כאן בכדור הארץ שיא יחידות הוואט למטר מרובע ביממה אחת הוא 1,000, וזה השיא. באקלים בהיר, אנחנו מדברים על 200 וואט בממוצע ל-24 שעות, שכן מחציתן לילה כמובן. בחלל יחידות הוואט למ"ר עומדות על 1,400 קבוע. בפועל, זה אומר שתאים פוטו-וולטאיים בחלל יעילים פי שבעה מאשר על הקרקע".
בשנה שעברה שיגרה נאס"א תאים פוטו-וולטאיים חדישים מתכנונו של פרופ' גורדון לתחנת החלל הבינלאומית – והוא מבהיר כי אין כל הבדל טכנולוגי עקרוני בין פאנל סולארי בנגב לפאנל סולארי בחלל.
"הפאנלים הסולאריים בחלל פועלים בדיוק כמו הפאנלים בכדור הארץ: הם ממירים את קרינת השמש לחשמל בזרם ישר, כלומר ל-DC. בשלב השני יש צורך להמיר את הזרם הישיר לזרם חילופין, AC, ולשדר אותו עם אנטנה כקרינת מיקרו חזרה לכדור הארץ. על פני הקרקע, צריך אנטנה שתמיר אותו חזרה מקרינת מיקרו לחשמל. בכל המרה כזאת נאבד חלק מהזרם – בהמרה מחשמל למיקרו וחזרה לחשמל בערך מחצית – אבל כל הטכנולוגיות הללו קיימות. כמובן, שידור המיקרו מהחלל לאנטנה בכדור הארץ חייב להיות מדויק, אחרת יש סכנה לסביבת האנטנה, אבל זאת בעיה פתירה לחלוטין".
למרות היתרונות המובהקים, פרופ' גורדון סקפטי מאוד לגבי התוכניות הסיניות. "הרעיון להציב תחנות כוח סולאריות בחלל פורסם כבר לפני שישים שנה על ידי מדענים אמריקאים בז'ורנלים המובילים בעולם. הבעיה הגדולה היא המחיר, שיהיה אסטרונומי לעומת תחנה כזאת במדבר. בעיה נוספת היא התחזוקה. אם משהו משתבש בכדור הארץ שולחים טכנאי, ותוך זמן קצר הבעיה נפתרת. בגובה של 36,000 ק"מ, זה סיפור אחר לחלוטין. ההשקעה הראשונית בעלות השיגור וההרכבה, וההשקעה המשנית בתחזוקה, הן פשוט לא ריאליות. עובדה שנאס"א שוקלת את הרעיון הזה כבר כמה עשורים ולא מוציאה אותו לפועל, כי המחיר יהיה אדיר".
"לעומת זאת", מוסיף פרופ' גורדון, "האמריקאים רוצים ליישב את הירח בתוכנית ארטמיס, וכך גם סין, הודו, רוסיה והאיחוד האירופי, ואנחנו במעבדה שלי עובדים עם החברה הישראלית הליוס בנושא. בירח אנחנו נראה תחנות כוח סולאריות, אבל כמובן שהתצרוכת תהיה נמוכה בהרבה, לא יותר מקילו וואטים בהתחלה. אני לא רואה עתיד רציני לגיגה וואטים שמשודרים במיקרו מהחלל לכדור הארץ".