Pagpapa-Ilaw ng Gabi sa Araw: Ang Ambisyosong Pagsugal ng Reflect Orbital

Ang solar power ay ang pinakamalinis na mapagkukunan ng renewable na enerhiya. Higit pa rito, ilang oras lamang ng sikat ng araw na tumatama sa Earth ay sapat na upang matugunan ang lahat ng pangangailangan ng sangkatauhan sa enerhiya para sa isang taon.

Ngunit, siyempre, ang problema ay hindi natin ito makukuha lahat. Hindi lamang karamihan ng sikat ng araw ay tumatama sa mga karagatan at disyerto, kundi mahirap din ang pag-imbak at pamamahagi ng solar na enerhiya. Bukod pa rito, hindi gaanong epektibo ang mga solar panel, mga 15-25% lamang ang kahusayan.

Higit sa lahat, hindi palagiang nariyan ang sikat ng araw. Apektado ito ng gabi, panahon, at mga panahon ng taon. Kaya, gaano man ka-epektibo ang mga photovoltaic system, mananatiling hindi tuloy-tuloy ang solar power, na nangangahulugang ang enerhiya ay maaaring malikha lamang sa oras ng araw.

Ngayon, isipin ang isang mundo kung saan ganap na mawawala ang limitasyong ito. Palagi kang may sikat ng araw, at mas maganda pa, eksaktong kapag kailangan mo ito. Ito mismo ang layunin ng Reflect Orbital na makamit.

Ang startup na nakabase sa California ay nagmumungkahi na magpadala ng sikat ng araw patungo sa Earth on demand gamit ang 50,000 malalaking orbital na salamin. Ang ideya ay alisin ang limitasyong ang solar na enerhiya ay nakadepende sa liwanag ng araw sa pamamagitan ng pagpapahintulot na makagawa ng enerhiya sa gabi.

“May kakayahan ang aming teknolohiya na higit sa triple ang global na output ng solar — nagbubukas ng isang napapanatiling at ligtas na kinabukasan sa enerhiya,” ayon sa website ng kumpanya.

Kung ito ay magkatotoo, maaaring baguhin nang malalim ang ekonomiks ng solar na enerhiya at ang mas malawak na grid ng enerhiya. Ngunit kasabay nito, nagbabala ang mga eksperto tungkol sa posibleng panganib, kabilang ang pagkawala ng malinaw na kalangitan sa gabi, pagkaabala sa pag-uugali ng wildlife, at negatibong epekto sa ating circadian rhythm. Higit pa rito, itinuturing ng mga astronomo ang plano ng Reflect Orbital na maghatid ng spot ng sikat ng araw on demand gamit ang kumpol ng mga salamin sa kalawakan bilang malaking banta sa observational astronomy.

Upang maunawaan kung ito ay isang breakthrough o isang linya na maaaring pagsisihan natin, tingnan natin nang mas malalim ang Reflect Orbital.

Pag-Engineer ng Siklab ng Araw On Demand

Sa daan-daang milyong taon, ibig sabihin mula nang umiikot ang ating planeta Earth sa kanyang axis at umiikot sa araw, naranasan natin ang araw at gabi. Sa ilalim ng natural na ritmo ng liwanag at dilim, na nilikha ng 24-oras na pag-ikot ng Earth, umuunlad ang buhay at mga ekosistema. Ngunit nais baguhin ng Reflect Orbital ang pattern na ito. nagnanais na baguhin ang pattern na ito. 

Ang startup ay nagmumungkahi ng isang hinaharap kung saan ang liwanag ay maaaring ituro pababa sa mga target na lugar. Ang ganitong hinaharap ay nagbabanta sa natural na kadiliman at fundamental na binabago ang ating kapaligiran. Upang maisakatuparan ito, maglulunsad ang kumpanya ng libu-libong satelayt, bawat isa ay kumikilos bilang isang nababaling “sunlight reflector” sa mababang orbit ng Earth (LEO).

Ang mga satelayt na ito ay may malalaking reflective na panel o higanteng space mirrors. Ang mga salamin na plano gamitin ng kumpanya ay hugis parisukat at gawa sa mylar, isang polyester film na gawa mula sa stretched polyethylene terephthalate (PET) na ginagamit dahil sa kanyang reflectivity, electrical insulation, mataas na tensile strength, at chemical stability.

Ang mga iminungkahing salamin, na may sukat na humigit-kumulang 33 hanggang 180 talampakan, ay magre-redirect ng sikat ng araw mula sa araw na bahagi ng ating planeta patungo sa mga nais ito sa gabi, na halos nag-aalok ng “sunlight-as-a-service.”

Ayon sa kumpanya, ang karagdagang sikat ng araw ay maaaring magamit upang patakbuhin ang mga solar array sa gabi, tumulong sa mga operasyon ng paghahanap at pagliligtas, magbigay liwanag sa mga kalye ng lungsod, mapabuti ang paglago ng pananim, at kahit na mabawasan ang seasonal depression. 

“Sinusubukan naming bumuo ng isang bagay na maaaring palitan ang fossil fuels at talagang magbigay ng enerhiya sa lahat ng bagay.”

– Sinabi ng chief executive ng Reflect Orbital, si Ben Nowack, sa isang panayam

Ang sinag ng liwanag mula sa alinman sa marami nitong satelayt ay maghahatid ng “isang malambot, katulad ng liwanag ng buwan” na humigit-kumulang tatlong milya o limang kilometro sa lupa. Samantala, ang intensity ng pag-iilaw nito ay nasa pagitan ng 0.8 at 2.3 lux. Bilang konteksto, ang intensity ng liwanag ng buwan sa ganap na buwan ay tinantya na nasa pagitan ng 0.05 at 0.2 lux.

Kaya, bawat satelayt sa sistema ng Reflect Orbital ay may potensyal na magbigay ng liwanag na mas maliwanag kaysa sa ganap na buwan. Gayunpaman, ang paghahatid ng liwanag na ito ay mangangailangan ng maraming satelayt na tututok sa parehong lokasyon, dahil mabilis na gumagalaw ang mga satelayt sa kalangitan at maaari lamang magbigay liwanag sa isang tiyak na lugar ng ilang minuto. Dahil dito, plano ng kumpanya na mag-deploy ng libu-libong satelayt sa malalaking mega-constellations upang magbigay ng mahalagang pag-iilaw.

Ang prototype mirror ng Reflect Orbital, Earendil-1, na inaasahang 60 talampakan ang haba, ay halos tapos na, at kapag nasa kalawakan, ito ay magbabalik ng sikat ng araw upang magbigay liwanag sa isang bilog na bahagi ng ibabaw ng Earth.

Habang maaaring ilunsad ang isa na ito sa kalawakan ngayong taon, plano ng kumpanya na ilunsad pa ang dalawa pang prototype sa loob ng isang taon at dose-dosen pa sa susunod na dalawang taon. Layunin nitong ilagay ang 1,000 mas malalaking satelayt sa orbit pagsapit ng katapusan ng 2028, humigit-kumulang 5,000 sa katapusan ng dekadang ito, at isang buong konstelasyon ng 50,000 satelayt pagsapit ng 2035.

Sa Loob ng Matapang na Business Model ng Reflect Orbital

Itinatag noong 2021 nina Ben Nowack at Tristan Semmelhack, ang Reflect Orbital ay nagtatayo ng ganap na bagong layer ng imprastruktura ng enerhiya sa kalawakan, na nakalikom ng higit sa $35 milyon mula sa mga mamumuhunan.

Sa huling bahagi ng Setyembre 2024, nakalikom ng $6.5 milyong seed round na pinamunuan ng Sequoia Capital, kasama ang pakikilahok ng Starship Ventures, Keenan Wyrobek, Keller Rinaudo Cliffton, at Baiju Bhatt. Sa loob ng isang taon, nakalikom pa ng $20 milyon sa Series A funding, pinamunuan ng Lux Capital, kasama ang pakikilahok ng Starship Ventures at Sequoia Capital.

“Naniniwala kami na ang kanilang on-demand illumination technology ay may potensyal na baguhin kung paano natin nilulutas ang mga problema sa Earth—mula sa kritikal na operasyon hanggang sa resilience ng enerhiya.”

– Sinabi ni Josh Wolfe, Managing Partner sa Lux Capital, noong panahong iyon

Nanalo rin ito ng $1.25 milyong Small Business Innovation Research (SBIR) contract mula sa U.S. Air Force noong nakaraang taon.

Ayon sa CEO nito, tutulong ang Reflect Orbital sa mundo na lumipat mula sa Type 1 na sibilisasyon, na kinikilala sa pagkuha at pagsunog ng langis, patungo sa Type 2 na sibilisasyon, kung saan, sa halip na sirain ang kapaligiran ng Earth upang kunin ang mga materyales, makakakuha tayo ng lahat ng enerhiya mula sa Araw.

“Ito ang unang pagkakataon na nakakakuha ang sangkatauhan ng kontrol sa araw,” sabi niya habang tinatalakay ang World Governments Summit sa UAE. Ang pag-unlad ay “katulad noong natutunan naming kontrolin ang tubig at ilipat ito upang hindi na kami maghintay na umulan. Ginagawa namin iyon sa sikat ng araw.”

Ayon sa kanya, ang Solar ay ang pinakamainam na anyo ng enerhiya, na gumagawa ng 5,000 beses na mas maraming enerhiya kada segundo kaysa kailanman nagamit ng sangkatauhan. At ang pagbalik ng liwanag mula sa isang salamin ay napakaepektibo, “hindi mo halos nawawalan ng enerhiya kapag nire-reflect mo ang sikat ng araw mula sa isang salamin.” At iyon ang ginagawa nila sa orientasyon ng mga satelayt, na maaaring baguhin upang ituro ang reflected na liwanag papunta sa kalawakan kung nais ng isang lugar na manatiling madilim.

“Kaya, maaari naming patakbuhin ang napakalaking konstelasyon ng mga satelayt na ito nang hindi nakakaabala sa mga tao, nang hindi nakasisilaw sa kanila,” sabi ni Nowack. Habang ang liwanag ay magmumukhang napakaliwanag sa taong nakatayo direkta sa sinag, sa mga nasa labas ng spot, “makikita lamang nila ang liwanag sa lupa, maliban kung sadyang tinitingnan nila ang satelayt.”

Sa pagtalakay sa business model, ibinahagi ni Nowack na simpleng “nagbebenta sila ng isang mapagkukunan,” at “hindi sila ang gumagawa ng mga rockets. Hinahawakan ito ng SpaceX (SPCX ) (at) ilulunsad nila ang aming mga satelayt, kami ay papasok sa orbit, at pagkatapos ay ibebenta namin ang sikat ng araw sa mga customer.”

Ngunit magkano kaya ang “sunlight-as-a-service” na ito? Sinabi ni Nowack sa NYT na sisingilin ng Reflect Orbital ng humigit-kumulang $5,000 kada oras para sa liwanag ng isang salamin kung ang customer ay may taunang kontrata sa kumpanya para sa 1,000 oras o higit pa.

Gayunpaman, ang mga one-time na kaganapan at emerhensiya ay mas magastos, dahil maaaring kailanganin ang ilang satelayt at mas maraming pagsisikap sa koordinasyon. Para sa mga solar farm, plano ng kumpanya na hatiin ang kita mula sa karagdagang kuryente na nalikha sa karagdagang oras ng liwanag.

Kapansin-pansin, nakapag-apply na ang Reflect Orbital sa U.S. Federal Communications Commission (FCC) para sa lisensya upang “magtayo at maglunsad ng NGSO satellite.” Ang FCC ay nag-iisyu ng mga lisensya na kinakailangan upang i-deploy ang mga satelayt.

Kung aprubado ang lisensyang inapply noong Hulyo ng nakaraang taon, maaaring ilunsad ang mga prototype na satelayt ngayong tag-init. Ang panahon ng pampublikong komento sa aplikasyon ng Reflect Orbital ay sarado na.

Sa aplikasyon nito, sinabi ng kumpanya na ang kanilang proposisyon ay “nakalikha ng malaking interes mula sa mga komersyal at pamahalaang kasosyo.” Nakaseguro na ito ng buong pondo para sa kanilang misyon at nakatanggap ng higit sa 260,000 aplikasyon para sa serbisyo, ayon sa kumpanya.

Ang Ideya ay Bumabalik na may Mas Mataas na Pusta

Mabilis na nalalapit ang Reflect Orbital sa paggawa ng kanilang ideya na maging realidad, ngunit hindi ito unang pagkakataon na ito ay naisip.

Halos kalahating siglo na ang nakalipas, noong 1977, inilahad ng rocket engineer na si Krafft A. Ehricke ang ideya ng mga space mirror upang magbigay liwanag sa mga lugar na tinamaan ng sakuna at maiwasan ang pagyeyelo ng pananim. Bago iyon, noong 1923, iminungkahi ng German rocket pioneer na si Hermann Oberth ang ideya sa kanyang PhD thesis.

Pagkatapos, noong 1993, isang Russian satellite na tinatawag na Znamya, na may dalang salamin na halos 80 talampakan ang lapad, ay pansamantalang nag-reflect ng sinag ng sikat ng araw sa buong Earth. Sa kabila ng lahat ng panahong ito, nananatiling kontrobersyal ang ideya, na may mga eksperto na nag-aalala sa mga side effect ng proyekto.

Ang mga salaming ito ay hindi lamang maaaring makagambala sa mga piloto ng eroplano kundi magdulot din ng mga alalahanin tungkol sa posibleng panganib sa kalusugan ng tao, kalusugan ng hayop, at mga ekosistema.

“Dapat madilim ang gabi, at dinisenyo ang mga satelayt na ito upang gawing araw ang gabi,” sinabi ni James Lowenthal, isang astronomo sa Smith College, sa Smithsonian. “Lumalabag ito sa bawat hibla ng aking pagkatao na maisip na sinasadya nating alisin ang gabi.”

Pagkatapos, kailangan ng mga halaman ang araw at gabi upang mamulaklak at lumago. Ang mga siklong ito ang nagsasabi sa atin kung kailan magigising at matutulog, habang nagdidikta ng migrasyon ng mga ibon at iba pang nilalang. Ang mga insekto at hayop na nag-hibernate ay maaari ring malito sa karagdagang liwanag.

“Ang circadian rhythms ay naroroon sa lahat ng uri ng organismo, mula sa bakterya hanggang sa halaman at hayop, kabilang ang tao. Ang mga ritmong ito ay nag-synchronize ng physiological function sa natural na siklo ng liwanag-at-dilim, na mahalaga para sa kabuuang kalusugan. Ang liwanag sa gabi ay magpapagulo sa mga ritmong ito, na maaaring makasira sa kalusugan at kagalingan.”

– Sinabi ni Kristen Knutson, associate professor ng neurology at preventive medicine sa Feinberg, sa Northwestern Now ng Unibersidad

Ang mga implikasyon ay lubhang malaki para sa lahat ng buhay sa planetang Earth. Ngunit para sa FCC, wala itong alalahanin, dahil ayon sa ahensya, ang mga aktibidad sa kalawakan ay hindi sakop ng environmental review.

Kapag nire-review ang mga aplikasyon ng satelayt, tinitiyak ng FCC na ang radio communications ng spacecraft ay hindi makakaabala sa iba. Tinitiyak din nito na sa pagtatapos ng operational lifetime ng spacecraft, ito ay ligtas na maitatapon. Ngunit iyon lang.

Kaya, “kakaiba na isang maliit na kumpanya sa California, [na] may pahintulot mula sa isang ahensya na nag-aalaga sa radio transmissions, ay maaaring baguhin ang kalangitan para sa lahat sa mundo,” sabi ni Samantha Lawler, isang astronomo sa University of Regina sa Canada.

Ang Pag-iilaw ay Nagiging Interference

Ang mga ambisyon ng Reflect Orbital ay nagbubukas ng isa pang tanong tungkol sa pagpapanatili ng kalangitan sa gabi. Nag-aalala ang mga astronomo na ang mga satelayt nito ay makakaabala sa kanilang pagtingin sa mga celestial na bagay. Ito ay dahil tuwing may space mirror sa ibabaw ng horizon, nagiging masyadong maliwanag ang kalangitan para magsagawa ng pananaliksik sa astronomiya.

Sa kasalukuyan, ang konstelasyon ng halos 10,000 Starlink satellites na pinapatakbo ng SpaceX ay nakakaapekto sa mga observatoryo ng mga astronomo sa pamamagitan ng paglikha ng maliwanag na mga streak sa mga larawang kinunan ng mga ground-based telescope.

Ngunit habang ang SpaceX at iba pa ay nagsusumikap na bawasan ang light pollution sa kalangitan sa gabi sa pamamagitan ng paggawa ng kanilang mga satelayt na hindi gaanong reflective, ang buong layunin ng satelayt ng Reflect Orbital ay maging kasing liwanag hangga’t maaari.

Mula sa isang solong satelayt, ang reflected na sikat ng araw ay maghahati sa halos 18 square miles, na nagbabawas ng bilang ng photons na umaabot sa solar panel sa halos 1/140,000 ng halaga nito sa tanghali.

Kahit na may mas malalaking salamin, na may lapad na 180 talampakan, “hihigit sa 3,000 satelayt ang kinakailangan upang makalikha ng katumbas ng 20 porsyento lamang ng tanghali na araw sa isang site,” isinulat ni Dr. Michael Brown, isang astronomo sa Monash University ng Australia, sa kanyang komento sa F.C.C. tungkol sa aplikasyon ng Reflect Orbital.

Ibinahagi rin ni Lawler ang pagdududa sa layunin ng kumpanya na dagdagan ang produksyon ng solar power, sinasabi “kapag ginawa mo ang kalkulasyon, milliwatts lang ito,” kaya, “kailangan mo ng daan-daan o libu-libong salamin na nakatutok sa parehong spot sa lupa upang mapagana kahit isang solar panel. Walang saysay ito.”

Ayon kay Brown, ang network ng mga mirror satellite ay hindi epektibong paraan upang dagdagan ang produksyon ng enerhiya.

“Sa palagay ko, ang ideya niya ay patuloy na lumilitaw dahil may tiyak na kasimplihan at kagandahan,” sabi ni Dr. Brown sa isang panayam. “Ngunit kapag sinimulan mong i-crunch ang mga numero, at madaling i-crunch ang mga numero, makikita mo na maraming seryosong isyu dito.”

Ang pahayag ng kumpanya na ang reflected na liwanag ay makikita lamang sa target na lugar ay kinwestyon din, kasama si Gaspar Bakos, isang astronomo sa Princeton University, na nagsabi na ang mga particle ng hangin ay hindi maiiwasang mag-scatter ng liwanag, at ang glow ng sinag ay maaaring magliwanagan sa kalangitan sa gabi sa mas malalayong distansya.

Bilang tugon, sinabi ng CEO na pinag-aralan nila ang isyu sa mga simulation at na ang mga epekto ay hindi kasing lagim ng inilarawan ng mga kritiko. “Plano naming ipakita eksakto kung ano ang nangyayari gamit ang totoong sukat sa totoong mundo mula sa aming aktwal na satelayt,” sabi niya. “Makakatulong iyon nang malaki. Hindi mo ito maaaring pekein.”

Sa isang pahayag sa Bloomberg, sinabi ng Reflect Orbital na nakikipagtulungan ito sa komunidad ng astronomiya upang mabawasan ang posibleng epekto ng kanilang proyekto.

Mas angkop ang mga space mirror para sa buwan, ayon kay Dr. Bakos, dahil wala itong atmospera. Kasalukuyang nagtatayo ang NASA ng lunar outposts at gagastos ng $20 bilyon sa pagsisikap na ito sa susunod na dekada.

“Mas nababahala rin ako, kakaiba man, mula sa halos aesthetic na pananaw. Na gusto ko ang kalangitan bilang isang shared wilderness,” sabi ni Brown sa isang media publication noong Oktubre. “Kung pupunta ka sa isang lugar na maganda at madilim at titingnan mo ang kalangitan sa gabi at may mga patuloy na paalala ng teknolohiya, sa tingin ko ay isang kaunting pagkawala iyon.”

Sa isang blog post noong nakaraang buwan, ibinahagi ng kumpanya na ang dalawang demonstration satellite launch nito ngayong taon ay magbibigay sa lahat, kabilang ang mga siyentipiko at publiko, ng pagkakataon na matutunan ang teknolohiya at hubugin ang bagong tool na ito sa pinakamaagang yugto. Sinabi nito:

“Nasasabik kaming makipagtulungan sa mga siyentipiko upang sukatin ang precision ng mga reflection, tasahin ang visibility, at subukan ang mga mitigation strategy.” 

Inulit din ng Reflect Orbital ang “layunin na i-redirect ang eksaktong sikat ng araw mula sa kalawakan upang dagdagan ang access sa malinis na enerhiya” dito sa Earth, na sinabi nitong makakatulong sa paglutas ng mga mahahalagang hamon pati na rin sa paglikha ng mga bagong oportunidad. “Gusto naming gawin ito sa paraang pinapangalagaan ang kalangitan sa gabi.”

Tungkol diyan, ang kanilang serbisyo ay limitado sa isang tinukoy na lugar para sa mga nakatakdang oras, at iiiwasan nilang mag-reflect ng liwanag malapit sa mga observatoryo. Higit pang ibabahagi ng kumpanya ang posisyon ng kanilang mga satelayt nang maaga para sa mga mananaliksik na magplano sa maikling window ng operasyon.

Konklusyon

Ang Reflect Orbital ay isang matapang ngunit kontrobersyal na ideya na maaaring baguhin ang hinaharap ng enerhiya. Kapansin-pansin, maaari itong maging game-changer para sa solar. Sa pag-alis ng intermittency, maaari nitong dagdagan ang kapasidad ng operasyon ng mga solar farm nang hindi kumukuha ng espasyo sa lupa. Kung magtatagumpay, maaari nitong gawing mas pare-pareho at mahalaga ang solar.

Ngunit ang mga benepisyong ito ay hindi walang kapalit. Habang ang ideya ng Reflect Orbital ay makakatulong na magbigay ng 24/7 renewable energy, maaari itong magdulot ng matinding light pollution at ekolohikal na kaguluhan. Nahihirapan na ang mga astronomo sa mga konstelasyon tulad ng Starlink; ang pagdagdag ng libu-libong aktibong nagre-reflect na mga salamin ay lalo pang sisira sa mga obserbasyon ng madilim na kalangitan.

Habang humaharap ang kumpanya sa malaking backlash mula sa komunidad ng siyensiya, hindi pa tiyak kung ang Reflect Orbital ay magiging pundamental na layer ng hinaharap na imprastruktura o isang babala tungkol sa sobrang pag-uunat.

I-click dito upang matuto nang higit pa tungkol sa walang katapusang malinis na enerhiya mula sa kalawakan.