Pierwszym testem całej koncepcji ma być satelita Eärendil-1. W lipcu 2026 r. Federalna Komisja Łączności Stanów Zjednoczonych, FCC, wyraziła zgodę na jego misję demonstracyjną. Reflect Orbital chce wysłać urządzenie na orbitę jeszcze przed końcem 2026 roku.
To ważny moment dla spółki, ponieważ dopiero lot testowy pokaże, czy projekt działa nie tylko na komputerowych modelach i prezentacjach dla inwestorów. Eärendil-1 ma sprawdzić przede wszystkim rozwijanie dużego reflektora, jego stabilność oraz możliwość dokładnego kierowania odbitym światłem.
Lustro o powierzchni 324 metrów kwadratowych
Najważniejszym elementem satelity będzie powierzchnia odbijająca o wymiarach 18 na 18 metrów. Oznacza to 324 metry kwadratowe materiału refleksyjnego.
Membrana ma być niezwykle cienka. Według danych firmy jej grubość będzie 28 razy mniejsza niż grubość ludzkiego włosa. Po złożeniu cały element ma zajmować przestrzeń zbliżoną do pudełka po butach.
Po wejściu na orbitę konstrukcja zostanie rozwinięta. Musi przy tym pozostać bardzo płaska, ponieważ każde odkształcenie wpływa na sposób odbijania światła.
Nie wystarczy samo rozłożenie lustra. Satelita musi stale wiedzieć, gdzie znajduje się Słońce i gdzie znajduje się wybrany punkt na Ziemi. Następnie system sterowania ma ustawić powierzchnię pod odpowiednim kątem.
To właśnie precyzja może być jednym z najtrudniejszych elementów całego przedsięwzięcia. Na wysokości kilkuset kilometrów nawet niewielka zmiana położenia może przesunąć oświetlony obszar o dużą odległość.
Światło ma trafiać na teren o średnicy około 5 kilometrów
Reflect Orbital zakłada, że odbite promienie będą mogły oświetlać obszar mający około 5 kilometrów średnicy. Nie chodzi przy tym o bardzo wąski punkt podobny do lasera, ale o szeroką strefę światła.
Firma chce także regulować jego natężenie. W praktyce różne zastosowania wymagałyby różnych parametrów. Innej ilości światła potrzebuje akcja ratownicza, innej plac budowy, a jeszcze innej instalacja fotowoltaiczna.
Pierwsze próby będą jednak znacznie skromniejsze od docelowych planów. Dwa satelity miałyby zapewniać około 0,1 luksa przez mniej więcej 5 minut. To bardzo mało w porównaniu z pełnym światłem dziennym. W słoneczne południe natężenie może dochodzić do około 100 tysięcy luksów. Dlatego pierwszy test będzie przede wszystkim sprawdzianem technologii. Nikt nie oczekuje, że pojedynczy demonstrator zmieni noc w dzień.
Bez tysięcy satelitów projekt nie osiągnie dużej skali
Cała koncepcja Reflect Orbital opiera się na rozbudowie konstelacji. Jeden satelita może pokazać, że technologia działa, ale nie zapewni długiego i mocnego oświetlenia.
Firma zakłada więc szybkie zwiększanie liczby urządzeń. W 2028 r. chce dysponować już ponad tysiącem satelitów. Dwa lata później liczba ma przekroczyć 5 tysięcy. Największy cel dotyczy 2035 roku. Wtedy na niskiej orbicie okołoziemskiej miałoby działać nawet około 50 tysięcy urządzeń.
Tak ogromna sieć pozwalałaby kolejnym satelitom przejmować zadanie od poprzednich. Dzięki temu jedno miejsce na Ziemi mogłoby być oświetlane dłużej niż przez kilka minut. Wraz ze wzrostem liczby luster firma chce również zwiększać moc światła. W planach pojawia się poziom około 100 luksów, a w dalszej perspektywie także kilka lub kilkadziesiąt tysięcy luksów. Trzeba jednak podkreślić, że są to cele spółki, a nie parametry już potwierdzone w praktyce.
Firma widzi pieniądze nie tylko w energetyce
Najgłośniejszym zastosowaniem projektu jest przedłużanie pracy paneli słonecznych. Po zachodzie Słońca orbitalne lustra mogłyby skierować dodatkowe promieniowanie na farmę fotowoltaiczną.
Reflect Orbital uważa, że w ten sposób można zwiększyć czas produkcji energii. W dłuższej perspektywie firma mówi nawet o poprawie wykorzystania istniejących instalacji fotowoltaicznych o około 20 procent.
To jednak tylko jeden z możliwych rynków. Innym są duże zakłady przemysłowe i kopalnie pracujące na otwartej przestrzeni. Dodatkowe światło mogłoby ułatwiać nocne prace bez budowania rozbudowanej infrastruktury oświetleniowej. Kolejny obszar to akcje ratunkowe. Po trzęsieniu ziemi, pożarze czy powodzi możliwość szybkiego rozjaśnienia dużego terenu mogłaby pomóc służbom prowadzącym działania po zmroku. Firma wymienia również rolnictwo. Dłuższa ekspozycja na światło może mieć znaczenie dla części upraw.
W przyszłości technologia mogłaby też służyć do czasowego doświetlania fragmentów miast, terenów o słabej infrastrukturze albo obszarów wykorzystywanych przez wojsko.
Usługa ma być droga
Orbitalne światło nie będzie tanie. W ujawnianych wcześniej założeniach pojawiała się cena około 5 tysięcy dolarów za godzinę pracy jednego lustra. Do tego miałby dochodzić minimalny roczny kontrakt obejmujący około tysiąca godzin.
Taki poziom cen od razu pokazuje, kto może być pierwszym klientem. Nie będzie nim zwykłe gospodarstwo domowe, ale raczej duża firma, operator infrastruktury, administracja publiczna albo wojsko.
Dla części klientów koszt może jednak mieć mniejsze znaczenie niż szybkość dostarczenia światła. Jeżeli w odległym miejscu trzeba natychmiast oświetlić duży teren, możliwość skorzystania z satelity może być warta znacznie więcej niż typowa usługa energetyczna.
Najważniejsze ograniczenie to cień Ziemi
Pomysł ma też oczywiste granice. Satelita może odbijać światło tylko wtedy, gdy sam jest oświetlany przez Słońce. Gdy urządzenie znajdzie się po ciemnej stronie planety i wejdzie w cień Ziemi, nie ma już źródła światła do odbicia.
To oznacza, że technologia nie zapewni łatwo jasności przez całą noc. Najlepsze warunki występują krótko po zachodzie Słońca oraz przed jego wschodem. Właśnie dlatego bardziej trafne jest mówienie o przedłużaniu dnia niż o zastąpieniu nocy.
Drugim problemem pozostają chmury. Odbite promienie nadal muszą przejść przez atmosferę. Gęste zachmurzenie może mocno osłabić ich efekt. Kosmiczne lustro nie usuwa więc wszystkich problemów związanych z energią słoneczną.
Oświetlenie jest łatwiejsze niż produkcja prądu
Część naukowców szczególnie ostrożnie podchodzi do zastosowania technologii w energetyce.
François-Marie Bréon z Laboratorium Nauk o Klimacie i Środowisku wskazuje, że ludzki wzrok potrzebuje znacznie mniej światła niż instalacja fotowoltaiczna energii. To bardzo ważna różnica.
Człowiek może dobrze widzieć przy stosunkowo niewielkim natężeniu. Panel słoneczny potrzebuje natomiast dużo większej ilości promieniowania, jeśli ma produkować istotną ilość energii elektrycznej. Z tego powodu łatwiej wyobrazić sobie sukces Reflect Orbital jako dostawcy światła niż jako nowego filaru energetyki.
Oświetlenie placu budowy, drogi albo miejsca katastrofy może mieć sens nawet przy stosunkowo niewielkiej mocy. W przypadku farmy fotowoltaicznej wymagania są dużo wyższe.
Pomysł ma już historyczny precedens
Reflect Orbital nie jest pierwszą firmą ani pierwszą organizacją, która chce odbijać światło Słońca z orbity. W 1993 r. Rosja przeprowadziła eksperyment Znamya 2. Na orbicie rozwinięto wtedy reflektor o średnicy około 20 metrów. Lustro odbiło światło w stronę Ziemi i stworzyło jasny obszar szeroki na kilka kilometrów. Plama bardzo szybko przesuwała się po powierzchni planety. Test był krótki, ale dowiódł, że sama zasada działa. Kolejna próba, Znamya 2.5 z 1999 r., zakończyła się niepowodzeniem. Rozwijana konstrukcja została uszkodzona.
Tamte eksperymenty pokazały dwie rzeczy jednocześnie. Odbijanie światła z orbity jest możliwe, ale obsługa wielkich i bardzo lekkich powierzchni w kosmosie jest trudna. Dzisiaj sytuacja wygląda jednak inaczej niż ponad trzy dekady temu. Satelity są lepiej sterowane, materiały są lżejsze, elektronika dokładniejsza, a koszt wynoszenia ładunków na orbitę spadł.
Największy spór dotyczy nocnego nieba
Astronomowie obawiają się przede wszystkim skali przyszłej konstelacji. Typowe firmy satelitarne próbują ograniczać jasność swoich urządzeń. Reflect Orbital chce natomiast budować obiekty, których podstawowym zadaniem jest odbijanie możliwie dużej ilości światła.
Olivier Hainaut z Europejskiego Obserwatorium Południowego zwraca uwagę, że nawet pojedynczy jasny satelita może zepsuć obserwację astronomiczną. Jeżeli taki obiekt przeleci przez pole widzenia teleskopu, może pozostawić bardzo mocną smugę na detektorze.
Przy kilku tysiącach satelitów problem rośnie. Według analiz Hainauta konstelacja licząca około 5 tysięcy reflektorów może podnieść jasność tła nocnego nieba o około 20–30 procent. Przy 50 tysiącach urządzeń wzrost mógłby być znacznie większy. Naukowcy ostrzegają, że w pewnych warunkach nocne niebo mogłoby stać się nawet trzy lub cztery razy jaśniejsze. Nie chodzi tylko o światło kierowane bezpośrednio na wybrany teren. Część promieniowania rozprasza się w atmosferze. Dlatego skutki mogą być odczuwalne także daleko od miejsca, które satelita ma oświetlać.
Problem może dotyczyć również zwierząt i ludzi
Organizacje zajmujące się ochroną ciemnego nieba zwracają uwagę także na przyrodę. Sztuczne światło nocą wpływa na orientację wielu gatunków. Może zmieniać zachowania ptaków, owadów, ssaków i organizmów morskich. Badania nad zanieczyszczeniem światłem pokazują również wpływ na żerowanie, migracje i rozmnażanie.
DarkSky zebrało ponad 12 tysięcy podpisów naukowców i obywateli sprzeciwiających się zgodzie na projekt. W przypadku ludzi dyskusja dotyczy między innymi rytmu dobowego. Nocne światło może wpływać na sen i procesy biologiczne.
Nie oznacza to jeszcze, że jeden satelita Eärendil-1 wywoła takie skutki. Obawy dotyczą przede wszystkim sytuacji, w której pojedynczy eksperyment zostanie później zamieniony w flotę liczącą dziesiątki tysięcy obiektów.
Amerykańskie władze nie zatwierdziły 50 tysięcy luster
W tej sprawie często pojawia się nieścisłość. FCC nie wydała Reflect Orbital zgody na pełną konstelację 50 tysięcy satelitów. Decyzja dotyczy jednego urządzenia testowego. Obejmuje także jego łączność radiową i kwestie bezpieczeństwa orbitalnego. Każdy większy etap projektu będzie wymagał kolejnych zgód.
Co ważne, FCC sama przyznała, że jej podstawowe uprawnienia dotyczą częstotliwości radiowych i komunikacji satelitarnej. Komisja nie ma pełnych kompetencji do regulowania samego światła odbijanego z orbity.
To pokazuje większy problem prawny. Obowiązujące przepisy kosmiczne powstały w czasach, gdy nikt nie zakładał, że prywatna firma będzie chciała sprzedawać światło słoneczne dostarczane z przestrzeni kosmicznej.
Jeżeli projekt rozwinie się na dużą skalę, pojawią się pytania o zgodę państw, ochronę obserwatoriów, bezpieczeństwo lotnicze i odpowiedzialność za przypadkowe oświetlenie niewłaściwego miejsca.
Eärendil-1 zdecyduje o dalszych losach projektu
Pierwszy satelita ma przede wszystkim dostarczyć danych. Inżynierowie sprawdzą, czy bardzo cienkie lustro można bezpiecznie rozwinąć na orbicie. Zmierzą również stabilność całego systemu. Kolejnym testem będzie dokładność kierowania odbicia na określony punkt. Astronomowie będą natomiast badać jasność urządzenia oraz rozpraszanie światła w atmosferze. Dopiero po tych próbach będzie można powiedzieć, czy wizja Reflect Orbital ma mocne podstawy techniczne.
Nawet udany Eärendil-1 nie będzie jednak dowodem, że możliwe jest zbudowanie i utrzymanie 50 tysięcy podobnych satelitów. To zupełnie inna skala kosztów, logistyki i zarządzania ruchem orbitalnym.
Pierwszy test może jednak zmienić charakter całej debaty. Dziś pytanie brzmi, czy taka technologia zadziała. Później może brzmieć inaczej: kto ma prawo używać jej nad konkretnym państwem i konkretnym miejscem.
Reflect Orbital próbuje więc zrobić coś więcej niż zbudować nowy typ satelity. Firma chce stworzyć rynek, na którym światło słoneczne po zachodzie będzie usługą dostępną na zamówienie.
Jeżeli ten pomysł okaże się wykonalny, noc po raz pierwszy może zostać potraktowana jak przestrzeń, którą można technicznie zmieniać z orbity.
Kazimierz Olejnik
