Yöstä Päiväksi: Reflect Orbitalin Kunnianhimoinen Uhkapeli

Aurinkoenergia on puhtain uusiutuva energialähde. Vielä parempaa on, että vain muutama tunti auringonvaloa Maata kohti riittää kattamaan koko ihmiskunnan energiatarpeet vuodeksi.

Mutta tietysti ongelma on, että emme pysty keräämään kaikkea sitä. Suurin osa auringonvalosta osuu valtameriin ja aavikoihin, ja aurinkoenergian varastointi ja jakelu on myös haastavaa. Lisäksi aurinkopaneelit eivät ole kovin tehokkaita, vain noin 15–25 %.

Entistä tärkeämpää on, että auringonvalo ei ole jatkuvaa. Se riippuu yöstä, säästä ja vuodenaikojen vaihteluista. Joten, kuinka tehokkaita aurinkokennojärjestelmät tahansa kehittyvätkin, aurinkoenergia pysyy katkonaisena, mikä tarkoittaa, että energiaa voidaan tuottaa vain päivänvalon aikana.

Kuvittele maailma, jossa tämä rajoitus katoaa kokonaan. Saat auringonvaloa koko ajan, parempaa vielä, juuri silloin kun sitä tarvitset. Tämä on juuri se, mitä Reflect Orbital pyrkii saavuttamaan.

Kaliforniassa toimiva startup ehdottaa auringonvalon suuntaamista Maahan kysynnän mukaan 50 000 suurta kiertoradan peiliä käyttäen. Ideana on poistaa rajoitus, että aurinkoenergia on sidottu päivänvaloon, mahdollistamalla energian tuotanto yöllä.

“Our technology has the capacity to more than triple global solar output — unlocking a sustainable and energy-secure future,” toteaa yrityksen verkkosivu.

Jos tämä toteutuu, se voisi mullistaa radikaalisti aurinkoenergian taloustiedettä ja laajemman energian verkoston. Samalla asiantuntijat ovat varoittaneet mahdollisista riskeistä, kuten kirkkaiden yötaivaiden menetyksestä, villieläinten käyttäytymisen häiriintymisestä ja negatiivisesta vaikutuksesta kehomme vuorokausirytmiin. Lisäksi tähtitieteilijät pitävät Reflect Orbitalin suunnitelmaa, jossa pyydetään auringonvalon pisteä tilauksesta avaruuspeilien ryhmän avulla, merkittävänä uhkana havaintotähtitieteelle.

Ymmärtääksemme, onko tämä läpimurto vai raja, jota saatamme katua, tarkastellaan Reflect Orbitalia tarkemmin.

Auringonvalon Tuottaminen Kysynnän Mukaan

Satojen miljoonien vuosien ajan, eli siitä lähtien kun planeettamme Maa on pyörinyt akselinsa ympäri ja kiertänyt aurinkoa, olemme kokeneet päivän ja yön. Tämän luonnollisen valon ja pimeyden rytmin, jonka Maa 24‑tunnin kierto luo, alla elämä ja ekosysteemit kehittyvät. Mutta Reflect Orbital haluaa muuttaa tätä mallia.

Startup ehdottaa tulevaisuutta, jossa valoa voidaan ohjata kohdennetuille alueille. Tällainen tulevaisuus uhkaa luonnollista pimeyttä ja muuttaa perinpohjaisesti ympäristöämme. Toteuttaakseen tämän yritys aikoo laukaisua tuhansia satelliitteja, joista jokainen toimii ohjattavana “auringonvalon heijastajana” matalassa Maan kiertoradassa (LEO).

Nämä satelliitit on varustettu suurilla heijastavilla paneeleilla tai jättimäisillä avaruuspeileillä. Yrityksen suunnittelemat peilit ovat neliönmuotoisia ja valmistettu mylarista, polyesterikalvosta, joka on valmistettu venytetystä polyeteenitereftalaatista (PET) ja jota käytetään sen heijastavuuden, sähköeristyksen, korkean vetolujuuden ja kemiallisen vakauden vuoksi.

Nämä ehdotetut peilit, joiden koko olisi noin 10–55 metriä, ohjaisivat auringonvaloa planeettamme päiväpuolelta niille, jotka haluavat sitä yöpuolelle, tarjoten periaatteessa “auringonvaloa palveluna”.

Yrityksen mukaan ylimääräistä auringonvaloa voidaan käyttää yöllisten aurinkopaneelien virranlähteenä, auttaa etsintä- ja pelastustoimissa, valaista kaupunkikatuja, parantaa kasvien kasvua ja jopa lievittää kausiluonteista masennusta.

“Yritämme rakentaa jotain, joka voisi korvata fossiiliset polttoaineet ja todella voimaannuttaa kaiken.”

– Reflect Orbitalin toimitusjohtaja Ben Nowack sanoi haastattelussa

Mikään sen monista satelliiteista lähettämä valonsäde heijastaa “pehmeän, kuun kaltaisen hehkun” noin kolmen mailin (noin viiden kilometrin) alueelle maassa. Samalla sen valaistusintensiteetti vaihtelee 0,8–2,3 luxin välillä. Vertailun vuoksi täysikuun aikana kuunvalon intensiteetti on arvioitu olevan 0,05–0,2 luxia.

Jokainen Reflect Orbitalin järjestelmän satelliitti pystyy siis tarjoamaan valoa, joka on paljon kirkkaampaa kuin täysikuu. Kuitenkin tämän valon toimittaminen vaatisi useita satelliitteja, jotka kohdistuvat samaan paikkaan, sillä satelliitit liikkuvat nopeasti taivaalla ja voivat valaista tiettyä aluetta vain muutaman minuutin ajan. Siksi yritys aikoo sijoittaa tuhansia satelliitteja suuriksi megakonstellaatioiksi tarjotakseen arvokasta valaistusta.

Reflect Orbitalin prototyyppipeili, Earendil-1, jonka odotetaan olevan 18 metriä pitkä, on jo lähes valmis, ja avaruudessa se heijastaa auringonvaloa valaisten pyöreän alueen Maan pinnalla.

Vaikka tämä yksi voisi lähteä avaruuteen tänä vuonna, yritys aikoo laukaisua kaksi muuta prototyyppiä vuoden sisällä ja kymmeniä lisää seuraavien kahden vuoden aikana. Tavoitteena on saada 1 000 suurempaa satelliittia kiertoradalle vuoden 2028 loppuun mennessä, noin 5 000 vuoden 2030 loppuun mennessä ja täysi konstellaatio, jossa on 50 000 satelliittia, vuoteen 2035 mennessä.

Reflect Orbitalin Rohkean Liiketoimintamallin Ytimessä

Vuonna 2021 Ben Nowackin ja Tristan Semmelhackin perustama Reflect Orbital rakentaa täysin uutta energian infrastruktuurikerrosta avaruudessa, ja se on kerännyt yli 35 miljoonaa dollaria sijoittajilta.

Syyskuun lopussa 2024 Reflect Orbital keräsi 6,5 miljoonan dollarin siemenrahoituksen, jonka johti Sequoia Capital, mukana myös Starship Ventures, Keenan Wyrobek, Keller Rinaudo Cliffton ja Baiju Bhatt. Vuoden sisällä se keräsi lisää 20 miljoonaa dollaria Series A -rahoitusta, jonka johti Lux Capital, mukana myös Starship Ventures ja Sequoia Capital.

“Uskomme, että heidän kysyntäperusteinen valaistusteknologiansa voi muuttaa tapaa, jolla ratkaisemme maapallon ongelmia – kriittisistä toiminnoista energian resilienssiin.”

– Josh Wolfe, Lux Capitalin hallituspartneri, sanoi tuolloin

Se voitti myös 1,25 miljoonan dollarin Small Business Innovation Research (SBIR) -sopimuksen Yhdysvaltain ilmavoimilta viime vuonna.

Yrityksen toimitusjohtajan mukaan Reflect Orbital auttaa maailmaa siirtymään Type 1 -sivilisaatiosta, jossa kaivetaan öljyä ja poltetaan sitä, Type 2 -sivilisaatioon, jossa emme vahingoita Maan ympäristöä materiaalien louhimiseksi, vaan saamme kaiken energian auringosta.

“Tämä on ensimmäinen kerta, kun ihmiskunta saa hallinnan auringoon,” hän sanoi puhuessaan World Governments Summit -tapahtumassa Yhdistyneissä Arabiemiirikunnissa. Tämä edistys olisi “kuten kun opimme hallitsemaan vettä ja siirtämään sitä, jotta emme joutuneet odottamaan sateita. Teemme sitä auringonvalolla.”

Aurinko, hän totesi, on paras energian muoto, tuottaen 5 000 kertaa enemmän energiaa sekunnissa kuin ihmiskunta on koskaan kuluttanut. Ja valon heijastaminen peilistä on uskomattoman tehokasta: “menetät lähes ei lainkaan energiaa, kun heijastat auringonvaloa peilistä.” Ja juuri tätä he tekevät satelliittien suuntaamisen avulla, jota voidaan muuttaa ohjaamaan heijastettu valo avaruuteen, jos alue haluaa pysyä pimeänä.

“Joten voimme käyttää erittäin suurta satelliittikonstellaatioita häiritsemättä ihmisiä, ilman että sokeutamme ketään,” Nowack sanoi. Vaikka valo näyttäisi erittäin kirkkaalta suoraan säteessä seisovalle, niiden ulkopuoliset näkevät “vain valon maassa, ellei he katselisi satelliittia tarkoituksella suoraan.”

Keskustellessaan liiketoimintamallista Nowack kertoi, että he vain “myyvät resurssin” eikä “rakenneta raketteja. SpaceX (SPCX ) hoitaa sen (ja) he laukaisivat satelliittimme, me menemme kiertoradalle, ja sitten myymme auringonvaloa asiakkaille.”

Mutta kuinka paljon tämä “auringonvalo palveluna” maksaisi? Nowack kertoi NYT:lle, että Reflect Orbital veloittaisi noin 5 000 dollaria tunnilta yhden peilin valosta, jos asiakkaalla on vuotuinen sopimus yrityksen kanssa vähintään 1 000 tunnille.

Kerran tapahtuvat tapahtumat ja hätätilanteet maksaisivat kuitenkin enemmän, koska ne saattavat vaatia useita satelliitteja ja enemmän koordinointia. Aurinkovoimalaitosten osalta yritys aikoo jakaa tulot ylimääräisestä sähköstä, joka tuotetaan lisävalon tunteina.

Huomionarvoista on, että Reflect Orbital on jo hakenut Yhdysvaltain Federal Communications Commissionilta (FCC) lupaa “rakentaa ja laukaisua NGSO-satelliitti”. FCC myöntää satelliittien käyttöönottoon tarvittavat luvat.

Jos viime vuoden heinäkuussa haettu lupa hyväksytään, prototyyppisatelliitit voidaan lähettää jo tänä kesänä. Reflect Orbitalin hakemuksen julkinen kommentointijakso on nyt suljettu.

Hakemuksessaan yritys totesi, että sen ehdotus on “herättänyt merkittävää kiinnostusta kaupallisilta ja hallituksen kumppaneilta.” Se on jo varmistanut täyden rahoituksen tehtävälleen ja on saanut yli 260 000 palvelupyyntöä, yritys huomautti.

Idea Palaa Korkeammilla Panoksilla

Reflect Orbital on lähellä toteuttaa ideansa todellisuudeksi, mutta se ei ole ensimmäinen kerta, kun tätä on ajateltu.

Lähes puoli vuosisataa sitten, vuonna 1977, rakettisuunnittelija Krafft A. Ehricke esitti avaruuspeilien idean valaisemaan katastrofialueita ja estämään kasvien jäätymistä. Ennen sitä, vuonna 1923, saksalainen rakettipioneeri Hermann Oberth esitti idean väitöskirjassaan.

Vuonna 1993 venäläinen satelliitti nimeltä Znamya, jonka mukana oli noin 24 metriä leveä peili, heijasti lyhytaikaisesti auringonsädettä Maahan. Kaiken tämän jälkeen idea on edelleen kiistanalainen, ja asiantuntijat ovat huolissaan projektin sivuvaikutuksista.

Nämä peilit eivät ainoastaan voisi häiritä lentokoneiden ohjaajia, vaan ne herättävät myös huolta mahdollisista riskeistä ihmisten terveyteen, eläinten terveyteen ja ekosysteemeihin.

“Yön tulisi olla pimeä, ja nämä satelliitit on suunniteltu muuttamaan yö päiväksi,” kertoi James Lowenthal, Smith College -tutkija kertoi Smithsonianille. “Se on vastoin jokaisen olemukseni kuitua kuvitella, että voisimme tahallisesti karkottaa yön.”

Lopulta kasvit tarvitsevat sekä päivän että yön kukkiakseen ja kasvaakseen. Nämä syklit kertovat meille myös, milloin herätä ja nukkua, ja ohjaavat lintujen ja muiden eläinten muuttomatkoja. Talvehtivat hyönteiset ja eläimet voivat myös sekoittua ylimääräisestä valosta.

“Vuorokausirytmit ovat läsnä kaikissa elämänmuodoissa, bakteereista kasveihin ja eläimiin, mukaan lukien ihmiset. Nämä rytmit synkronoivat fysiologisen toiminnan luonnolliseen valo‑pimeys‑sykliin, mikä on tärkeää yleiselle hyvinvoinnille. Yövalo häiritsee näitä rytmejä, mikä voi heikentää terveyttä ja hyvinvointia.”

– Kristen Knutson, Feinbergin neurologian ja ennaltaehkäisevän lääketieteen apulaisprofessori, kertoi Northwestern Now -julkaisulle

Vaikutukset ovat yksinkertaisesti valtavat koko elämälle planeetalla Maa. Mutta FCC:n näkökulmasta mikään tästä ei ole huolenaihe, sillä viraston mielestä avaruustoiminta ei ole ympäristötarkastuksen alainen.

Kun FCC tarkastelee satelliittihakemuksia, se varmistaa, että aluksen radioviestintä ei häiritse muiden viestintää. Se myös varmistaa, että aluksen käyttöiän lopussa se hävitetään turvallisesti. Mutta siinä kaikki.

Joten, “on uskomatonta, että yksi pieni kalifornialainen yritys, [jonka] lupa on peräisin yhdeltä virastolta, joka valvoo radiolähetyksiä, voi muuttaa taivaan kaikille maailman asukkaille,” sanoi Samantha Lawler, Kanadassa Regina‑yliopiston tähtitieteilijä.

Valaistus Muuttuu Häiriöksi

Reflect Orbitalin tavoitteet herättävät toisen kysymyksen yöllisen taivaan säilyttämisestä. Tähtitieteilijät ovat huolissaan, että sen satelliitit estävät heidän näkymänsä taivaankappaleisiin. Tämä johtuu siitä, että aina kun avaruuspeili on horisontin yläpuolella, taivas kirkastuu liikaa tähtitieteellisen tutkimuksen suorittamiseksi.

Jo nyt SpaceX:n operoiman lähes 10 000 Starlink‑satelliitin konstellaatio vaikuttaa tähtitieteilijöiden observatorioihin tuottamalla kirkkaita raideliikkeitä maassa olevien teleskooppien tallentamiin kuviin.

Mutta kun SpaceX ja muut ovat pyrkineet vähentämään valosaastetta yöllisessä taivaassa tekemällä satelliiteistaan vähemmän heijastavia, Reflect Orbital -satelliitin koko tarkoitus on olla mahdollisimman kirkas.

Yhdestä satelliitista heijastuva auringonvalo levittäisi noin 18 neliömailin (noin 46 km²) alueelle, mikä vähentäisi aurinkopaneeliin saapuvien fotonien määrän noin 1/140 000:n päiväkeskipäivän arvosta.

Vaikka sen suuremmat peilit ovat 180‑jalan (noin 55 m) leveitä, “yli 3 000 satelliittia tarvittaisiin tuottamaan vastaavuus vain 20 prosenttiin päiväkeskipäivän auringosta yhdellä paikalla,” kirjoitti tohtori Michael Brown, Australian Monashin yliopiston tähtitieteilijä, kommentoidessaan FCC:lle Reflect Orbitalin hakemusta.

Lawler on myös ilmaissut epäilyksiä yrityksen tavoitteesta lisätä aurinkoenergian tuotantoa, sanoen että “kun lasket, se on milliwatteja”, joten “tarvitsisit satoja tai tuhansia peilejä, jotka osoittavat samaan kohtaan maassa, jotta aurinkopaneeli edes aktivoituisi. Se ei ole järkevää.”

Brownin mukaan peilisatelliittien verkosto ei yksinkertaisesti ole tehokas keino lisätä energian tuotantoa.

“Uskon, että hänen ideansa nousee esiin, koska siinä on tietty yksinkertaisuus ja eleganssi,” tohtori Brown sanoi haastattelussa. “Mutta kun alat laskea lukuja, ja ne on melko helppo laskea, huomaat, että niihin liittyy monia vakavia ongelmia.”

Yrityksen väite, että heijastettu valo olisi näkyvissä vain kohdennetulla alueella, on myös kyseenalaistettu; Princetonin yliopiston tähtitieteilijä Gaspar Bakos sanoi, että ilmanhiukkaset hajottavat valoa väistämättä, ja säteen hehku voisi valaista yöllisen taivaan paljon suuremmilla etäisyyksillä.

Vastauksena toimitusjohtaja on sanonut, että he ovat tutkineet asiaa simulaatioissa, eikä vaikutukset ole niin vakavia kuin kriitikot väittävät. “Aiomme näyttää tarkalleen, mitä tapahtuu todellisilla mittauksilla todellisessa maailmassa omasta satelliitistamme,” hän sanoi. “Se auttaa valtavasti. Sitä ei voi väärennetä.”

Bloombergille annetussa lausunnossa Reflect Orbital kertoi työskentelevänsä tähtitieteellisten yhteisöjen kanssa minimoidakseen projektinsa mahdollisen vaikutuksen.

Avaruuspeilit soveltuvat paremmin kuuhun, totesi tohtori Bakos, koska sillä ei ole ilmakehää. NASA on parhaillaan rakentamassa kuun tukikohtia ja aikoo käyttää tähän 20 miljardia dollaria seuraavan vuosikymmenen aikana.

“Olen myös enemmän huolissani, omituisesti sanottuna, melkein esteettisestä näkökulmasta. Pidän siitä, että taivas on jaettu erämaa,” Brown kerr

i mediojulkaisulle lokakuussa. “Jos menet paikkaan, jossa on kaunis ja pimeä taivas ja näet yöllisen taivaan, ja näet jatkuvia teknologian muistutuksia, se on mielestäni pieni menetys.”

Viime kuussa blogikirjoituksessa yritys kertoi, että tämän vuoden kaksi demonstraatiosatelliitin laukaisua tarjoavat kaikille, mukaan lukien tiedemiehille ja yleisölle, mahdollisuuden oppia teknologiasta ja muokata tätä uutta työkalua sen varhaisimmissa vaiheissa. Se sanoi:

“Olemme innokkaita työskentelemään tiedemiesten kanssa mittaamaan heijastusten tarkkuutta, arvioimaan näkyvyyttä ja testaamaan lieventämisstrategioita.”

Reflect Orbital vahvisti myös “tavoitteensa ohjata tarkka auringonvalo avaruudesta lisäämään puhtaan energian saatavuutta” täällä Maassa, mikä sen mukaan auttaa ratkaisemaan kiireellisiä haasteita sekä luomaan uusia mahdollisuuksia. “Haluamme tehdä sen tavalla, joka säilyttää yöllisen taivaan.”

Tämän osalta heidän palvelunsa rajoittuu määriteltyyn alueeseen ennalta määrätyille ajoille, ja he välttävät valon heijastamista lähellä observatorioita. Yritys jakaa myös satelliittien sijainnit etukäteen, jotta tutkijat voivat suunnitella lyhyiden käyttöikkunoiden ympärille.

Johtopäätös

Reflect Orbital on rohkea, mutta kiistanalainen idea, joka voisi muuttaa energian tulevaisuutta. Merkittävää on, että se voisi olla pelin muuttaja aurinkoenergialle. Poistamalla katkeavuuden se voi lisätä aurinkovoimalaitosten käyttökapasiteettia ilman maankäyttöä. Jos se onnistuu, se voisi tehdä aurinkoenergiasta tasaisempaa ja arvokkaampaa.

Mutta nämä hyödyt eivät tule ilman kompromisseja. Vaikka Reflect Orbitalin idea voi mahdollistaa 24/7 uusiutuvan energian, se voi aiheuttaa vakavaa valosaastetta ja ekologista häiriötä. Tähtitieteilijät kamppailevat jo konstellaatioiden kuten Starlinkin kanssa; tuhansien aktiivisesti heijastavien peilien lisääminen heikentäisi entisestään pimeän taivaan havaintoja.

Kun yritys kohtaa merkittävän takaiskun tieteellisestä yhteisöstä, on vielä nähtävissä, muuttuuko Reflect Orbital tulevaisuuden infrastruktuurin perustavanlaatuiseksi kerrokseksi vai varoitustarinaksi liiallisesta laajentumisesta.

Klikkaa tästä saadaksesi lisätietoja avaruuspohjaisesta loputtomasta puhtaasta energiasta.