Japan vil bygge solring rundt månen for evig ren energi

En solcentral rundt månen: hvad Japan præcist vil bygge

Japanske ingeniører drømmer om et gigantisk bælte af solpaneler rundt om månen, der skal forsyne vores planet med ren strøm døgnet rundt.

Det lyder som rendyrket science fiction, men hos det japanske byggefirma Shimizu har planen ligget på bordet i mere end ti år. Konceptet kaldes "Luna Ring" — en solcentral, der omringer månens fulde ækvator og sender uafbrudt energi til Jorden.

Kernen i idéen er enkel, men omfanget er svimmelhedsframkaldende. Shimizu Corporation, en stor japansk byggevirksomhed, har foreslået en ring af solpaneler, der strækker sig cirka 10.000 kilometer langs månens ækvator. Visse sektioner af bæltet ville være hundredvis af kilometer bredt.

Dette enorme bælte skal løse et problem, som almindelige solparker altid kæmper med: afbrydelser. På Jorden går solen ned, skyer dækker panelerne, og atmosfæren absorberer en del af lyset. På månen gælder ingen af disse begrænsninger.

På månen er der ingen atmosfære, ingen skydække, og på den oplyste side heller ingen nat. Solpaneler kan der næsten køre kontinuerligt.

Ifølge Shimizu leverer et solpanel i rummet op til tyve gange så meget energi som et tilsvarende panel på Jorden. Præsident Tetsuji Yoshida fra Shimizus rumafdeling siger endda, at Jorden i teorien aldrig mere behøver at forbrænde olie, gas, kul eller biomasse, hvis al den månbaserede energi faktisk når hertil.

Sådan kommer strøm fra månen til dit stikkontakt

Den tekniske rejse fra solstråle til stue er kompleks, men kan følges trin for trin.

• Solceller langs månens ækvator omdanner sollys til jævnstrøm.
• Kabler transporterer denne strøm til den jordvendte side af månen.
• Der omdanner anlæg elektriciteten til mikrobølgestråling og kraftfulde laserstråler.
• Disse stråler rettes mod store modtagestationer på Jorden.
• På Jorden opfanger såkaldte rectennaer — antenne kombineret med ensretter — mikrobølgerne og omdanner dem til brugbar strøm.

En del af denne energi kan gå direkte ind i elnettet. Shimizu tænker også på produktion af brint, der kan lagres og transporteres som energibærer. Virksomheden skitserer endda en fremtid, hvor en stor del af økonomien drives af brint frem for fossile brændstoffer.

Mikrobølger og lasere: hvor sikkert er det?

Idéen om at "skyde" enorme mængder energi gennem rummet rejser naturlige spørgsmål om sikkerhed. Shimizu ønsker at bruge jordbaserede bakner til at rette strålen med ekstrem præcision. Mikrobølgerne ville blive valgt på en frekvens og intensitet, der holder sig inden for internationale sikkerhedsnormer for områder uden for modtagestationernes direkte industrizone.

Dette er alligevel et af de største tekniske spørgsmål. Aldrig tidligere er energi blevet overført over denne afstand — næsten 384.000 kilometer — med så meget effekt og så høj præcision. Den nødvendige teknologi undersøges stadig intensivt i laboratorier, blandt andet i Japan og USA.

Robotbyggeri med månestøv: sådan skal Luna Ring tage form

Et projekt af dette omfang på månen kræver en helt anden tilgang end en byggeplads i Tokyo eller Aarhus. Shimizu vil overlade den største del af arbejdet til robotter.

Disse robotter ville blive fjernstyret fra Jorden, dag og nat. De skal stå for opgaver som at planere underlaget, udgrave månens skorpe og montere konstruktioner og kabler. En relativt lille gruppe astronauter vil være til stede som support, men mennesker udfører ikke længere det tunge arbejde.

Månen selv bliver råvarelevererandør: månestøv som byggemateriale, suppleret med et minimum af last fra Jorden.

Månens overflade består primært af oxider. Ved at medbringe brint fra Jorden kan man udvinde vand og ilt herfra. Det samme materiale kan forarbejdes til betonlignende stoffer, keramik, glasfibre og endda solceller. Shimizu tegner selvkørende produktionsfabrikker, der langsomt bevæger sig langs ækvator, producerer paneler på stedet og installerer dem direkte.

Logistikken bag en ring rundt månen

Langs ækvator skal der opstå en slags motorvej til materialer og komponenter. Under denne ligger strømkablerne, der fører den producerede energi til sendestationerne. Med hundredvis af kilometers bredde og en fuld omkreds rundt om månen er der tale om et af de største infrastrukturprojekter, menneskeheden nogensinde har udtænkt — om end det foreløbig kun eksisterer på papir.

Urealistisk drøm eller seriøs energiløsning?

Ikke alle i Japan er begejstrede for en solcentral på månen. Energiøkonom Masanori Komori beskriver planen som attraktiv på papir, men finansielt urealistisk. Han peger på alternativer som geotermisk energi — varme fra Jordens indre — der teknisk set er langt mere moden og langt billigere.

På ét afgørende spørgsmål har Shimizu endnu ikke et svar: hvad koster det? Yoshida erkender, at der ikke foreligger et troværdigt omkostningsestimat. Mange centrale komponenter befinder sig stadig i forskningsfasen, særligt teknologien til sikkert og effektivt at sende gigawatt af effekt gennem rummet.

Sollys er gratis, siger Shimizu — men alt derimellem, fra robotter til laserstationer, kræver årtiers forskning og ukendte summer.

Ifølge virksomheden er byggestenene dog til stede: solpaneler er moden teknologi, mikrobølger og lasere har været i brug i årtier, og robotteknologi gør enorme fremskridt. Udfordringen ligger ikke i én revolutionerende opfindelse, men i at skalere op til et månedækkende energisystem.

Hvad er projektets nuværende status?

Luna Ring har siden 2011 figureret som et visionært koncept på Shimizus hjemmeside. Der er ingen finansiering, ingen officielt samarbejde med rumorganisationer som JAXA eller NASA og ingen konkret tidsplan. NASAs Lunar Science Institute har tidligere gjort opmærksom på planerne, men det resulterede ikke i noget gennembrud.

Atomkatastrofen i Fukushima i 2011 skabte kortvarigt fornyet interesse. Japan var dengang stærkt afhængigt af kernekraft, og mere end halvdelen af landets 54 reaktorer blev lukket ned efter ulykken. Pludselig søgte landet desperat efter alternativer, og månsolplanen blev støvet af igen. Alligevel førte det ikke til konkrete skridt mod realisering.

Shimizu holder fast i visionen. Ifølge Yoshida fokuserer virksomheden primært på forskning og tekniske feasibility-studier. Han ser en "stor mulighed" for, at det en dag bliver virkelighed — hvis flere lande og rumorganisationer arbejder sammen om det.

Hvorfor lande kigger mod rumbaserede solpaneler

Japan er ikke alene om denne ambition. I USA, Kina og Europa kører forskningsprogrammer inden for såkaldt rumbaseret solenergi: opfangning af solenergi uden for atmosfæren og afsendelse til Jorden. Den store fordel er konstant forsyning, uanset årstid, daglængde eller skydække.

For lande med få egne fossile reserver og begrænset plads til store solparker — som Japan, men også Danmark — lyder en stabil, ekstern energikilde tiltalende. Samtidig opstår en ny afhængighed: af dyr ruminfrastruktur, internationale aftaler og langvarigt vedligehold tusindvis af kilometer væk.

Hvad dette kan betyde for almindelige husstande

Hvis et projekt som Luna Ring nogensinde skulle realiseres, vil en gennemsnitlig husstand primært mærke det indirekte. Strøm fra månringen ville i første omgang havne på engrosmarkeder, hvor energileverandører blander det med vind, sol og muligvis kernekraft.

Den største effekt ville ligge hos CO₂-udledningen og forsyningssikkerheden. En konstant grundlaststrøm fra rumbaserede solcentraler kan udjævne udsving fra vind og sol på Jorden, hvilket gør det lettere at udfase fossile kraftværker uden risiko for storskalerede strømafbrydelser.

For industrien og tung transport kan billig månedrevet brint blive interessant. Tænk på stålværker, kemiske anlæg eller skibsfart, der skifter til brintbrændsel i stedet for kul og olie.

Tekniske begreber kort forklaret

En rectenna er en kombination af en antenne og en ensretter. Antennen opfanger mikrobølger, og ensretteren omdanner vekselsignalet til jævnstrøm. Store felter af sådanne antenner kan modtage enorme mængder energi fra stråler sendt fra rummet.

Et brintbaseret samfund betyder, at brint fungerer som den centrale spiller i energisystemet. Sol- og vindparker producerer brint via elektrolyse, som derefter lagres i tanke eller rørledninger og anvendes i industri, transport eller endda boliger. Luna Ring passer ind i dette billede som en konstant "baggrundsmaskine" til storskaleret brintproduktion.

Foreløbig forbliver solbæltet rundt om månen et visionært projekt, men de underliggende idéer — rumsolpaneler, trådløs energioverførsel og robotbyggeri med lokale råvarer — bevæger sig skridt for skridt fra science fiction til seriøse forskningsdagsordener. Den, der griner af en solring rundt om månen i dag, bruger måske om nogle årtier præcis strøm derfra.