Å gjøre natten til dag: Reflect Orbitals ambisiøse gamble

Solenergi er den reneste fornybare energikilden. Dessuten er bare noen få timer med sollys som treffer jorden mer enn nok til å dekke hele menneskehetens energibehov for ett år.

Men, selvfølgelig, problemet er at vi ikke kan fange opp alt. Ikke bare treffer mesteparten av sollyset hav og ørkener, men lagring og distribusjon av solenergi er også utfordrende. I tillegg er solcellepaneler ikke særlig effektive, kun rundt 15‑25 %.

Enda viktigere er at sollys ikke er konstant. Det påvirkes av natt, vær og årstider. Så uansett hvor effektive fotovoltaiske systemer blir, forblir solenergi intermitterende, noe som betyr at energi kun kan produseres i løpet av dagslys.

Forestill deg nå en verden hvor denne begrensningen forsvinner helt. Du får sollys hele tiden, enda bedre, akkurat når du trenger det. Dette er nøyaktig hva Reflect Orbital prøver å oppnå.  

Den californiske oppstartsbedriften foreslår å sende sollys til jorden på forespørsel ved hjelp av 50 000 store orbitalspeil. Ideen er å fjerne begrensningen at solenergi er avhengig av dagslys ved å gjøre det mulig å produsere solenergi om natten.

«Vår teknologi har kapasiteten til å mer enn tredoble den globale solproduksjonen — å låse opp en bærekraftig og energisikker fremtid,» oppgir selskapets nettside. 

Hvis dette blir virkelighet, kan det fundamentalt endre solenergiøkonomien og det bredere energinettet. Samtidig har eksperter advart om potensielle risikoer, inkludert tap av klare nattehimmeler, forstyrret dyreliv og negativ påvirkning av vår døgnrytme. Videre ser astronomer i stor grad på Reflect Orbitals plan om å levere et sollys‑punkt på forespørsel med en klynge av speil i verdensrommet som en betydelig trussel mot observasjonsastronomi.

For å forstå om dette er et gjennombrudd eller en linje vi kan komme til å angre på, la oss se nærmere på Reflect Orbital.

Ingeniørkunst for sollys på forespørsel

I hundrevis av millioner år, altså siden planeten vår begynte å rotere rundt sin akse og gå i bane rundt solen, har vi opplevd dag og natt. Under dette naturlige rytmemønsteret av lys og mørke, skapt av jordens 24‑timers rotasjon, utvikler liv og økosystemer seg. Men Reflect Orbital ønsker å endre dette mønsteret. 

Oppstartsbedriften foreslår en fremtid hvor lys kan rettes ned til målrettede områder. En slik fremtid truer naturlig mørke og endrer fundamentalt miljøet vårt. For å få dette til, vil selskapet skyte opp tusenvis av satellitter, hver med en styrbar «sollys‑reflektor» i lav jordbane (LEO). 

Disse satellittene er utstyrt med store reflekterende paneler eller gigantiske romspeil. Speilene selskapet planlegger å bruke er firkantede og laget av mylar, en polyesterfilm av strekt polyetylentereftalat (PET) som brukes for sin reflekterende evne, elektriske isolasjon, høye strekkfasthet og kjemiske stabilitet.

Disse foreslåtte speilene, som vil være omtrent 10 til 55 meter i størrelse, vil omdirigere sollys fra jordens dagside til de som ønsker det på nattsiden, og i praksis tilby «sollys‑som‑en‑tjeneste».

Ifølge selskapet kan det ekstra sollyset brukes til å drive solcelleanlegg om natten, hjelpe med søk‑og‑redningsoperasjoner, belyse bygater, forbedre avlingsvekst og til og med dempe sesongdepresjon. 

«Vi prøver å bygge noe som kan erstatte fossilt brensel og virkelig drive alt.»

– Reflect Orbitals administrerende direktør, Ben Nowack, sa i et intervju

Lyset fra en av de mange satellittene vil kaste «et mykt, månelignende skjær» omtrent tre mil eller rundt fem kilometer over bakken. Samtidig varierer belysningsintensiteten mellom 0,8 og 2,3 lux. Til sammenligning er månelysintensiteten under fullmåne anslått til å være mellom 0,05 og 0,2 lux.

Dermed har hver satellitt i Reflect Orbitals system potensial til å gi lys som er langt sterkere enn en fullmåne. Imidlertid vil levering av dette lyset kreve flere satellitter som retter seg mot samme sted, ettersom satellitter beveger seg raskt over himmelen og kun kan belyse et spesifikt område i noen minutter. Derfor planlegger selskapet å sette opp tusenvis av satellitter i store megakonstellasjoner for å gi verdifull belysning.

Reflect Orbitals prototype‑speil, Earendil‑1, som forventes å bli 18 meter langt, er allerede nesten ferdig, og når det er i rommet vil det reflektere sollys for å belyse en sirkel på jordens overflate.

Selv om dette kan bli skutt opp i år, planlegger selskapet å lansere to flere prototyper innen ett år og flere titalls i løpet av de neste to årene. Målet er å ha 1 000 større satellitter i bane innen slutten av 2028, omtrent 5 000 innen slutten av dette tiåret, og en full konstellasjon på 50 000 satellitter innen 2035.

Innsiden av Reflect Orbitals dristige forretningsmodell

Grunnlagt i 2021 av Ben Nowack og Tristan Semmelhack, bygger Reflect Orbital et helt nytt lag av energiinfrastruktur i rommet, etter å ha reist mer enn 35 millioner dollar fra investorer.

Sent i september 2024, Reflect Orbital reiste en seed‑runde på 6,5 millioner dollar ledet av Sequoia Capital, med deltakelse fra Starship Ventures, Keenan Wyrobek, Keller Rinaudo Cliffton og Baiju Bhatt. Innen ett år hadde de reist ytterligere 20 millioner i Series A‑finansiering, ledet av Lux Capital, med deltakelse fra Starship Ventures og Sequoia Capital.

«Vi tror deres belysnings‑på‑forespørsel‑teknologi har potensial til å omforme hvordan vi løser problemer på jorden — fra kritiske operasjoner til energiresiliens.»

– Josh Wolfe, Managing Partner i Lux Capital, sa på den tiden

De vant også en SBIR‑kontrakt (Small Business Innovation Research) på 1,25 millioner dollar fra den amerikanske luftforsvaret i fjor.

Ifølge administrerende direktør vil Reflect Orbital hjelpe verden med å gå fra en type 1‑sivilisasjon, preget av å grave opp olje og brenne den, til en type 2‑sivilisasjon, hvor vi i stedet for å skade jordens miljø for å hente materialer, får all energi fra solen.

«Dette er første gang menneskeheten får kontroll over solen,» sa han mens han holdt tale på World Governments Summit i UAE. Fremskrittet ville være «som da vi lærte å kontrollere vann og flytte det rundt slik at vi ikke måtte vente på regn. Vi gjør det nå med sollys.»

Solar, bemerket han, er den beste energiformen, og produserer 5 000 ganger mer energi per sekund enn menneskeheten noen gang har forbrukt. Å reflektere lys fra et speil er utrolig effektivt, «du mister nesten ingen energi når du reflekterer sollys fra et speil.» Og det er akkurat det de gjør med satellittenes orientering, som kan endres for å rette det reflekterte lyset ut i rommet dersom et område foretrekker å forbli i mørket. 

«Så vi kan operere en svært stor konstellasjon av disse satellittene uten å forstyrre folk, uten å blende dem,» sa Nowack. Mens lyset vil fremstå svært sterkt for noen som står direkte i strålen, vil de utenfor området «bare se lyset på bakken, med mindre du ser direkte på satellitten med vilje.»

Når det gjelder forretningsmodellen, delte Nowack at de ganske enkelt «selger en ressurs», og «ikke bygger rakettene. SpaceX (SPCX ) håndterer det (og) de vil skyte opp våre satellitter, vi går i bane, og så selger vi sollyset til kundene.»

Men hvor mye vil denne «sollys‑som‑en‑tjeneste» koste? Nowack fortalte NYT at Reflect Orbital vil ta omtrent 5 000 dollar per time for lyset fra ett speil dersom kunden har en årlig kontrakt med selskapet på 1 000 timer eller mer. 

Engangsarrangementer og nødsituasjoner vil imidlertid koste mer, da de kan kreve flere satellitter og mer koordinering. Når det gjelder solcelleparker, planlegger selskapet å dele inntektene fra den ekstra elektrisiteten som genereres i de ekstra timene med lys.

Merkbart har Reflect Orbital allerede søkt den amerikanske Federal Communications Commission (FCC) om en lisens for å «konstruere og skyte opp en NGSO‑satellitt». FCC utsteder lisensene som trengs for å sette satellitter i bane.

Hvis lisensen som ble søkt om i juli i fjor blir godkjent, kan prototypesatellittene bli skutt opp allerede i sommer. Den offentlige kommenteringsperioden for Reflect Orbitals søknad er nå avsluttet.

I søknaden oppga firmaet at deres forslag hadde «generert betydelig interesse fra kommersielle og offentlige partnere». De har allerede sikret full finansiering for oppdraget og har mottatt over 260 000 søknader om tjenesten, bemerket selskapet.

Ideen vender tilbake med høyere innsats

Reflect Orbital er i ferd med å realisere sin idé, men det er ikke første gang dette har blitt tenkt på.

Nesten et halvt århundre siden, i 1977, foreslo rakettingeniør Krafft A. Ehricke idéen om romspeil for å belyse katastrofe‑rammede områder og forhindre avlingsfrysing. Før det, i 1923, foreslo den tyske rakettpioneren Hermann Oberth idéen i sin doktoravhandling.

Deretter, i 1993, reflekterte en russisk satellitt kalt Znamya, med et speil på omtrent 24 meter, et sollysstråle over jorden i kort tid. Etter all denne tiden er idéen fortsatt kontroversiell, med eksperter som er bekymret for prosjektets bivirkninger. 

Disse speilene kunne ikke bare distrahere flypiloter, men også reise bekymringer om potensielle risikoer for menneskers helse, dyrehelse og økosystemer.

«Natten skal være mørk, og disse satellittene er designet for å gjøre natten til dag,» sa James Lowenthal, astronom ved Smith College, til Smithsonian. «Det går imot hver eneste fiber i min eksistens å forestille seg at vi bevisst kan fordrive natten.»

Etter alt trenger planter både dag og natt for å blomstre og vokse. Det er nettopp disse syklusene som også forteller oss når vi skal våkne og sove, mens de styrer migrasjonen til fugler og andre skapninger. Dvalende insekter og dyr kan også bli forvirret av det ekstra lyset.

«Døgnrytmer finnes i alle typer organismer, fra bakterier til planter til dyr, inkludert mennesker. Disse rytmene synkroniserer fysiologisk funksjon til den naturlige lys‑mørke‑syklusen, noe som er viktig for generell velvære. Lys om natten vil forstyrre disse rytmene, noe som kan svekke helse og velvære.»

– Kristen Knutson, førsteamanuensis i nevrologi og forebyggende medisin ved Feinberg, sa til Northwestern Now

Implikasjonene er enorme for alt liv på planeten Jorden. Men for FCC er ingenting av dette en bekymring, da, etter byråets syn, er aktiviteter i verdensrommet ikke underlagt miljøvurdering.

Når FCC vurderer satellitt‑søknader, sikrer de at et romfartsobjekts radiokommunikasjon ikke forstyrrer andres. De sikrer også at ved slutten av et romfartsobjekts operasjonelle levetid, vil det bli trygt avhendet. Men det er alt.

Så, «det er vilt at ett lite selskap i California, med tillatelse fra én etat som passer på radiotransmisjoner, kan endre himmelen for hele verden,» sa Samantha Lawler, astronom ved University of Regina i Canada.

Belysning blir interferens

Reflect Orbitals ambisjoner reiser et annet spørsmål om bevaring av selve nattehimmelen. Astronomer er bekymret for at deres satellitter vil blokkere utsikten mot himmellegemer. Det er fordi hver gang et romspeil er over horisonten, blir himmelen for lyssterk til å utføre astronomisk forskning.

Allerede påvirker konstellasjonen på nesten 10 000 Starlink‑satellitter fra SpaceX astronomers observatorier ved å skape lyse streker på bilder tatt av jordbaserte teleskoper.

Men mens SpaceX og andre har jobbet for å minimere lysforurensning i nattehimmelen ved å gjøre sine satellitter mindre reflekterende, er hele poenget med Reflect Orbitals satellitt å være så lyssterk som mulig.

Fra én satellitt vil det reflekterte sollyset spre seg over omtrent 18 kvadratkilometer, og redusere antall fotoner som treffer solcellepanelet til omtrent 1/140 000 av verdien ved middagstid.

Selv med sine større speil, som er 55 meter brede, «vil over 3 000 satellitter være nødvendig for å produsere tilsvarende bare 20 % av middagssolen på ett enkelt sted,» skrev Dr. Michael Brown, astronom ved Monash University i Australia, i sin kommentar til FCC om Reflect Orbitals søknad.

Lawler har også uttrykt tvil om selskapets mål om å øke solenergiproduksjonen, og sier «når du gjør beregningene, er det milliwatt», så «du ville trenge hundrevis eller tusenvis av speil rettet mot samme punkt på bakken for å aktivere et solcellepanel. Det gir ingen mening.»

Ifølge Brown er et nettverk av speilsatellitter rett og slett ikke en effektiv måte å øke energiproduksjonen på.

«Jeg tror ideen hans dukker opp igjen fordi den har en viss enkelhet og eleganse,» sa Dr. Brown i et intervju. «Men når du begynner å knuse tallene, og tallene er ganske enkle å knuse, så finner du at det er mange alvorlige problemer med den.»

Selskapets påstand om at det reflekterte lyset kun vil være synlig i det målrettede området har også blitt stilt spørsmål ved, med Gaspar Bakos, astronom ved Princeton University, som sier at luftpartikler uunngåelig vil spre lyset, og at strålens glød kan lyse opp nattehimmelen på mye større avstander.

Som svar har administrerende direktør sagt at de har studert problemet i simuleringer og at effektene ikke er så alvorlige som kritikere fremstiller. «Vi planlegger å vise nøyaktig hva som skjer med reelle målinger i den virkelige verden fra vår faktiske satellitt,» sa han. «Det vil hjelpe enormt. Du kan ikke forfalske det.»

I en erklæring til Bloomberg sa Reflect Orbital at de samarbeider med det astronomiske fellesskapet for å minimere potensiell påvirkning av prosjektet.

Romspeil er bedre egnet for månen, bemerket Dr. Bakos, siden den mangler en atmosfære. NASA bygger for tiden månebaserte utposter og vil bruke 20 milliarder dollar på dette arbeidet over det neste tiåret. 

«Jeg er også mer bekymret, merkelig nok, fra et nesten estetisk ståsted. At jeg liker at himmelen er en delt villmark,» sa Brown til en mediepublikasjon i oktober. «Hvis du går et sted hvor det er fint og mørkt og ser på nattehimmelen og får disse konstante påminnelsene om teknologi, tror jeg det er et lite tap.»

‍I et blogginnlegg i forrige måned delte selskapet at deres to demonstrasjons‑satellitt‑lanseringer i år vil gi alle, inkludert forskere og publikum, muligheten til å lære om teknologien og forme dette nye verktøyet i de tidligste fasene. De sa:

«Vi er ivrige etter å samarbeide med forskere for å måle presisjonen i refleksjonene, evaluere synlighet, og teste dempingsstrategier.» 

Reflect Orbital gjentok også sitt «mål om å omdirigere presist sollys fra rommet for å øke tilgangen til ren energi» her på jorden, noe de sier vil bidra til å løse presserende utfordringer samt skape nye muligheter. «Vi vil gjøre det på en måte som bevarer nattehimmelen.»

Når det gjelder det, vil deres tjeneste være begrenset til et definert område for forhåndsbestemte tider, og de vil unngå å reflektere lys i nærheten av observatorier. Selskapet vil også dele sine satellitt‑posisjoner på forhånd slik at forskere kan planlegge rundt korte driftsvinduer.

Konklusjon

Reflect Orbital er en dristig men kontroversiell idé som kan endre fremtiden for energi. Spesielt kan den bli en spillveksler for solenergi. Ved å eliminere intermitterende produksjon, kan den øke driftskapasiteten til solcelleparker uten å ta opp jordareal. Hvis den lykkes, kan solenergi bli mer konsistent og verdifull.

Men disse gevinstene kommer ikke uten kompromisser. Mens Reflect Orbitals idé kan bidra til å muliggjøre 24/7‑fornybar energi, kan den potensielt forårsake alvorlig lysforurensning og forstyrre økologiske systemer. Astronomer sliter allerede med konstellasjoner som Starlink; å legge til tusenvis av aktivt reflekterende speil vil ytterligere ødelegge observasjoner av mørke himler.

Ettersom selskapet møter kraftig motstand fra det vitenskapelige miljøet, gjenstår det å se om Reflect Orbital blir et grunnleggende lag i fremtidig infrastruktur eller en advarende fortelling om overgrep.

Klikk her for å lære mer om rombasert endeløs ren energi.