Att förvandla natten till dag: Reflect Orbitals ambitiösa satsning

Solenergi är den renaste förnybara energikällan. Dessutom räcker bara några timmars solljus som träffar jorden för att täcka hela mänsklighetens energibehov för ett år.

Men naturligtvis är problemet att vi inte kan fånga upp all energi. Inte bara träffar det mesta av solljuset hav och öknar, utan lagring och distribution av solenergi är också en utmaning. Dessutom är solpaneler inte särskilt effektiva, bara omkring 15–25 %.

Viktigare är att solljus inte är konstant. Det påverkas av natt, väder och årstider. Så oavsett hur effektiva fotovoltaiska system blir, förblir solenergi intermittent, vilket innebär att energi bara kan produceras under dagtid.

Föreställ dig nu en värld där denna begränsning helt försvinner. Du får solljus hela tiden, ännu bättre, precis när du behöver det. Det är exakt vad Reflect Orbital siktar på att uppnå.

Det kaliforniska startup-företaget föreslår att rikta solljus mot jorden på begäran med hjälp av 50 000 stora orbitala speglar. Idén är att avlägsna begränsningen att solenergi är bunden till dagsljus genom att möjliggöra solproduktion på natten.

“Vår teknik har kapaciteten att mer än tredubbla den globala solproduktionen — och låsa upp en hållbar och energisäker framtid,” säger företagets webbplats.

Om detta blir verklighet kan det radikalt omforma solenergiens ekonomi och det bredare energisystemet. Samtidigt har experter varnat för potentiella risker, inklusive förlust av klara natthimlar, störd djurlivs beteende och negativ påverkan på vår dygnsrytm. Dessutom ser astronomer i stort Reflect Orbitals plan att leverera en punkt av solljus på begäran med en klunga rymdspeglar som ett stort hot mot observationsastronomi.

För att förstå om detta är ett genombrott eller en gräns vi kan ångra att ha korsat, låt oss titta närmare på Reflect Orbital.

Ingenjörskonst för solljus på begäran

I hundratals miljoner år, dvs. sedan vår planet Jorden har roterat kring sin axel och kretsat runt solen, har vi upplevt dag och natt. Under detta naturliga ljus‑ och mörkerrytm, skapat av Jordens 24‑timmars rotation, utvecklas liv och ekosystem. Men Reflect Orbital vill förändra detta mönster.

Startupen föreslår en framtid där ljus kan riktas ner till specifika områden. En sådan framtid hotar det naturliga mörkret och förändrar vår miljö i grunden. För att göra detta möjligt kommer företaget att lansera tusentals satelliter, var och en fungerande som en styrbar “solreflektor” i låg jordbana (LEO).

Dessa satelliter är utrustade med stora reflekterande paneler eller gigantiska rymdspeglar. De speglar som företaget planerar att använda är fyrkantiga och gjorda av mylar, en polyesterfilm tillverkad av sträckt polyetentereftalat (PET) som används för sin reflekterande förmåga, elektriska isolering, höga draghållfasthet och kemiska stabilitet.

De föreslagna speglarna, som skulle vara cirka 33 till 180 fot stora, skulle omdirigera solljus från planetens dagsida till dem som vill ha det på nattsidan, i princip erbjuda “solenergi som en tjänst”.

Det extra solljuset, enligt företaget, kan användas för att driva solpaneler på natten, hjälpa till vid sök‑ och räddningsoperationer, belysa stadsgator, förbättra växttillväxt och till och med motverka säsongsdepression.

“Vi försöker bygga något som kan ersätta fossila bränslen och verkligen driva allt.”

– Reflect Orbitals VD, Ben Nowack, sade i en intervju

Ljuset från någon av dess många satelliter kommer att kasta “en mjuk, månlika glöd” ungefär tre miles eller cirka fem kilometer över marken. Samtidigt varierar dess belysningsintensitet mellan 0.8 och 2.3 lux. För jämförelse är månskenets intensitet under en fullmåne projicerad till mellan 0.05 och 0.2 lux.

Alltså har varje satellit i Reflect Orbitals system potentialen att ge ljus som är mycket starkare än en fullmåne. Att leverera detta ljus skulle dock kräva flera satelliter som riktar sig mot samma plats, eftersom satelliter rör sig snabbt över himlen och bara kan belysa ett specifikt område i några minuter. Därför planerar företaget att sätta upp tusentals satelliter i stora megakonstellationer för att erbjuda värdefull belysning.

Reflect Orbitals prototyp-spegel, Earendil-1, som förväntas vara 60 fot lång, är redan nästan färdig, och när den är i rymden kommer den att reflektera solljus för att belysa en cirkulär fläck på jordens yta.

Medan denna kan skjutas upp i rymden i år, planerar företaget att lansera två ytterligare prototyper inom ett år och dussintals fler under de kommande två åren. Målet är att ha 1 000 större satelliter i omloppsbana senast 2028, cirka 5 000 i slutet av detta decennium och en fullständig konstellation på 50 000 satelliter år 2035.

Inuti Reflect Orbitals djärva affärsmodell

Reflect Orbital grundades 2021 av Ben Nowack och Tristan Semmelhack och bygger ett helt nytt lager av energiinfrastruktur i rymden, efter att ha samlat in mer än 35 miljoner dollar från investerare.

Sent i september 2024 tog Reflect Orbital tog in en seedrunda på 6.5 miljoner dollar ledd av Sequoia Capital, med deltagande från Starship Ventures, Keenan Wyrobek, Keller Rinaudo Cliffton och Baiju Bhatt. Inom ett år tog de in tog in ytterligare 20 miljoner dollar i Serie‑A-finansiering, ledd av Lux Capital, med deltagande från Starship Ventures och Sequoia Capital.

“Vi tror att deras teknik för belysning på begäran har potentialen att omforma hur vi löser problem på jorden – från kritiska operationer till energiresiliens.”

– Josh Wolfe, Managing Partner på Lux Capital, sade då

Den vann också ett Small Business Innovation Research (SBIR) kontrakt från USA:s flygvapen förra året.

Enligt företagets VD kommer Reflect Orbital att hjälpa världen att gå från en Typ‑1‑civilisation, kännetecknad av att gräva upp olja och bränna den, till en Typ‑2‑civilisation, där vi i stället för att skada jordens miljö för att utvinna material får all energi från solen.

“Detta är första gången mänskligheten får kontroll över solen,” sade han medan han talade på World Governments Summit i Förenade Arabemiraten. Framsteg skulle vara “som när vi lärde oss att kontrollera vatten och flytta det så att vi inte behövde vänta på regn. Vi gör det nu med solljus.”

Solenergi, påpekade han, är den bästa energiformen och producerar 5 000 gånger mer energi per sekund än mänskligheten någonsin har förbrukat. Att reflektera ljus från en spegel är otroligt effektivt, “du förlorar nästan ingen energi när du reflekterar solljus från en spegel.” Och det är vad de gör med satelliternas orientering, som kan ändras för att rikta det reflekterade ljuset ut i rymden om ett område föredrar att förbli i mörker.

“Så kan vi driva en mycket stor konstellation av dessa satelliter utan att störa människor, utan att blända folk,” sade Nowack. Medan ljuset skulle framstå som mycket starkt för någon som står direkt i strålen, kommer de som befinner sig utanför området bara “se ljuset på marken, såvida du inte medvetet tittar på satelliten.”

När han talade om affärsmodellen delade Nowack att de helt enkelt “säljer en resurs” och “inte bygger raketerna. SpaceX (SPCX ) sköter det (och) de kommer att skjuta upp våra satelliter, vi går i omlopp, och sedan säljer vi solljuset till kunderna.”

Men hur mycket skulle denna “solenergi‑som‑tjänst” kosta? Nowack berättade för berättade för NYT att Reflect Orbital skulle ta ut cirka 5 000 dollar per timme för ljuset från en spegel om kunden har ett årskontrakt med företaget för 1 000 timmar eller mer.

Engångshändelser och nödsituationer skulle dock kosta mer, eftersom de kan kräva flera satelliter och mer samordningsarbete. När det gäller solkraftverk planerar företaget att dela intäkterna från den extra el som genereras under de extra ljustimmarna.

Noterbart har Reflect Orbital redan ansökt till den amerikanska Federal Communications Commission om en licens för att “konstruera och lansera en NGSO‑satellit.” FCC utfärdar de licenser som behövs för att sätta upp satelliter.

Om licensen som ansöktes om i juli förra året godkänns, kan dess prototyp‑satelliter lanseras redan i sommar. Den offentliga kommentarsperioden för Reflect Orbitals ansökan har nu avslutats.

I sin ansökan angav företaget att deras förslag hade “genererat betydande intresse från kommersiella och statliga partners.” De har redan säkrat full finansiering för sin mission och har mottagit över 260 000 ansökningar om tjänsten, noterade företaget.

Idén återvänder med högre insatser

Reflect Orbital är på väg att snabbt förverkliga sin idé, men det är inte första gången detta har tänkts på.

Nästan ett halvt sekel sedan, år 1977, föreslog raketingenjören Krafft A. Ehricke idén med rymdspeglar för att belysa katastrofdrabbade områden och förhindra skördfrysning. Före det, år 1923, föreslog den tyska raketpionjären Hermann Oberth idén i sin doktorsavhandling.

Sedan, år 1993, reflekterade en rysk satellit kallad Znamya, med en spegel på cirka 80 fot, kortvarigt en stråle av solljus över jorden. Efter all denna tid är idén fortfarande kontroversiell, med experter som oroar sig för projektets bieffekter.

Dessa speglar kan inte bara distrahera flygplanspiloter utan också väcka oro för potentiella risker för människors hälsa, djurhälsa och ekosystem.

“Nattens är avsedd att vara mörk, och dessa satelliter är designade för att förvandla natten till dag,” sade James Lowenthal, en astronom vid Smith College, till Smithsonian. “Det går emot varje fiber i min existens att föreställa sig att vi medvetet kan fördriva natten.”

Trots allt behöver växter både dag och natt för att blomma och växa. Det är just dessa cykler som också talar om för oss när vi ska vakna och sova, samtidigt som de styr fåglars och andra djurs migration. Dvala insekter och djur kan också bli förvirrade av det extra ljuset.

“Dygnsrytmer finns i alla typer av organismer, från bakterier till växter till djur, inklusive människor. Dessa rytmer synkroniserar fysiologisk funktion med den naturliga ljus‑mörker‑cykeln, vilket är viktigt för allmänt välbefinnande. Ljus på natten kommer att störa dessa rytmer, vilket kan försämra hälsa och välbefinnande.”

– Kristen Knutson, docent i neurologi och förebyggande medicin vid Feinberg, sade till Northwestern Now vid universitetet

Konsekvenserna är helt enkelt enorma för allt liv på planeten Jorden. Men för FCC är inget av detta en oro, eftersom myndigheten anser att aktiviteter i rymden inte omfattas av miljögranskning.

När FCC granskar satellitansökningar säkerställer de att ett rymdfarkosts radiokommunikationer inte stör andras. De ser också till att en rymdfarkost vid slutet av sin driftstid avyttras på ett säkert sätt. Men det är allt.

Så, “det är galet att ett litet företag i Kalifornien, med tillstånd från en myndighet som ansvarar för radiotransmissioner, kan förändra himlen för alla i världen,” sade Samantha Lawler, en astronom vid University of Regina i Kanada.

Belysning blir störning

Reflect Orbitals ambitioner väcker en annan fråga om att bevara natthimlen i sig. Astronomer är oroade för att dess satelliter kommer att hindra deras sikt av himlakroppar. Det beror på att när en rymdspegel är över horisonten blir himlen för ljus för att utföra astronomisk forskning.

Redan påverkar konstellationen av nästan 10 000 Starlink‑satelliter som drivs av SpaceX astronomernas observatorier genom att skapa ljusa strimmor i bilder som tas av markbaserade teleskop.

Men medan SpaceX och andra har arbetat för att minska ljusföroreningar i natthimlen genom att göra sina satelliter mindre reflekterande, är hela poängen med Reflect Orbital‑satelliten att vara så ljus som möjligt.

Från en enskild satellit skulle det reflekterade solljuset spridas över cirka 18 kvadratmil, vilket minskar antalet fotoner som når solpanelen till ungefär 1/140 000 av dess värde vid middagstid.

Även med dess större speglar, som är 180 fot breda, skulle “över 3 000 satelliter krävas för att producera motsvarande av bara 20 % av middagssolen på en enskild plats,” skrev Dr. Michael Brown, en astronom vid Australiens Monash University, i sin kommentar till FCC om Reflect Orbitals ansökan.

Lawler har också uttryckt tvivel kring företagets mål att öka solkraftproduktionen och sagt “när du gör beräkningen är det milliwatt,” så “du skulle behöva hundratals eller tusentals speglar riktade mot samma punkt på marken för att ens aktivera en solpanel. Det är meningslöst.”

Enligt Brown är ett nätverk av spegelsatelliter helt enkelt inte ett effektivt sätt att öka energiproduktionen.

“Jag tror att hans idé återkommer eftersom den har en viss enkelhet och elegans,” sade Dr. Brown i en intervju. “Men när du börjar räkna på siffrorna, och siffrorna är ganska enkla att räkna, så upptäcker du att det finns många allvarliga problem med den.”

Företagets påstående att det reflekterade ljuset bara skulle vara synligt i det riktade området har också ifrågasatts, med Gaspar Bakos, en astronom vid Princeton University, som säger att luftpartiklar oundvikligen sprider ljus, och strålens glöd kan lysa upp natthimlen på mycket större avstånd.

Som svar har VD:n sagt att de har studerat frågan i simuleringar och att effekterna inte är så allvarliga som kritikerna målar upp. “Vi planerar att visa exakt vad som händer med riktiga mätningar i den verkliga världen från vår faktiska satellit,” sade han. “Det kommer att hjälpa enormt. Du kan inte fejka det.”

I ett uttalande till Bloomberg sade Reflect Orbital att de arbetar med den astronomiska gemenskapen för att minimera den potentiella påverkan av deras projekt.

Rymdspeglar är bättre lämpade för månen, noterade Dr. Bakos, eftersom den saknar atmosfär. NASA bygger för närvarande månbaserade utposter och kommer att spendera 20 miljarder dollar på detta arbete under det kommande decenniet.

“Jag är också mer bekymrad, märkligt nog, skulle jag säga ur ett nästan estetiskt perspektiv. Att jag på ett sätt gillar att himlen är en delad vildmark,” sade Brown till en mediepublikation i oktober. “Om du går någonstans där det är fint och mörkt och tittar på natthimlen och har dessa ständiga påminnelser om teknik, tror jag att det är en förlust.”

I ett blogginlägg förra månaden delade företaget att dess två demonstrationssatellituppskjutningar i år kommer att ge alla, inklusive forskare och allmänheten, möjlighet att lära sig om tekniken och forma detta nya verktyg i dess tidigaste skeden. De skrev:

“Vi är ivriga att samarbeta med forskare för att mäta precisionen i reflektionerna, utvärdera synlighet och testa mitigationsstrategier.”

Reflect Orbital återupprepade också sitt “mål att omdirigera exakt solljus från rymden för att öka tillgången till ren energi” här på jorden, vilket de säger kommer att hjälpa till att lösa akuta utmaningar samt skapa nya möjligheter. “Vi vill göra det på ett sätt som bevarar natthimlen.”

Med detta i åtanke kommer deras tjänst att begränsas till ett definierat område under förutbestämda tider, och de kommer att undvika att reflektera ljus nära observatorier. Företaget kommer dessutom att dela sina satellitpositioner i förväg så att forskare kan planera kring korta driftsfönster.

Slutsats

Reflect Orbital är en djärv men kontroversiell idé som kan förändra energins framtid. Speciellt kan den bli en spelväxlare för solenergi. Genom att eliminera intermittens kan den öka driftskapaciteten för solkraftverk utan att ta upp markyta. Om den lyckas kan den göra solenergi mer konsekvent och värdefull.

Men dessa vinster kommer inte utan avvägningar. Även om Reflect Orbitals idé kan möjliggöra 24/7 förnybar energi, kan den potentiellt orsaka allvarlig ljusförorening och ekologisk störning. Astronomer kämpar redan med konstellationer som Starlink; att lägga till tusentals aktivt reflekterande speglar skulle ytterligare förstöra observationer av mörka himlar.

När företaget möter stark kritik från den vetenskapliga gemenskapen återstår att se om Reflect Orbital blir ett grundläggande lager av framtida infrastruktur eller en varningshistoria om övermod.

Klicka här för att lära dig mer om rymdbaserade oändliga rena energilösningar.