Космічні технології стрімко розвиваються і вже сьогодні закладають фундамент майбутнього людства. Вони не лише відкривають нові горизонти дослідження Всесвіту, а й здатні розв’язати насущні земні проблеми — від зв’язку до енергетики. Космос стає полігоном для інновацій, що незабаром можуть змінити наше повсякденне життя. У цій статті ми розглянемо три нові розробки, які прокладають шлях до такого майбутнього, а також уявимо, як їх можна об’єднати в амбітний проєкт Orbital Modular Energy Network (OMEN).
Три проривні космічні технології
Sidus Space. Американська компанія Sidus Space у квітні 2025 року отримала повідомлення про видачу патенту на модульну платформу тестування супутників. Йдеться про конструкцію її малих супутників LizzieSat, яка дозволяє гнучко змінювати конфігурацію апарата під конкретні завдання. Такий модульний підхід дає змогу легко перепризначати компоненти супутника для різних місій, підвищуючи ефективність, надійність і спрощуючи інтеграцію нових приладів. Інакше кажучи, один і той самий супутник можна переобладнати під нову місію, як конструктор — це значно знижує витрати та прискорює підготовку космічних запусків.
Aetherflux. Стартап Aetherflux, заснований підприємцем Байджу Бхаттом (співзасновником Robinhood), привернув інвестиції у розмірі 50 млн доларів для розвитку системи передачі сонячної енергії з орбіти на Землю. Ідея полягає у запуску серії супутників на низьку навколоземну орбіту (LEO), які збиратимуть сонячну енергію і надсилатимуть її на Землю у вигляді лазерного променя до спеціальних наземних станцій. Ця концепція натхненна науковою фантастикою — ще Айзек Азімов 1941 року описав подібну «сонячну електростанцію» на орбіті в оповіданні Reason. Тепер Aetherflux прагне втілити цей фантастичний задум у реальність, плануючи перший демонстраційний супутник з передачею енергії на 2026 рік. Уже триває робота над ключовим компонентом: системою, що перетворюватиме електроенергію, згенеровану сонячними панелями супутника, на лазерне випромінювання для передачі вниз.
Firefly Aerospace та LM400. Для компанії Firefly Aerospace 2025 рік також насичений подіями. Ця приватна аерокосмічна фірма (заснована, до речі, вихідцем з України) здійснила черговий запуск демонстраційного супутника на своїй ракеті Alpha 29 квітня 2025 року. На борту — експериментальний апарат на базі нової платформи LM400 від Lockheed Martin, який випробує можливості цієї універсальної супутникової шини в умовах реального польоту. Місія має символічну назву Message in a Booster («Послання в прискорювачі»), натякаючи, що цей запуск несе важливий сигнал для галузі.
Але чому саме Firefly? Alpha вже відпрацювала процедури «гарячого чергування»: капсула з корисним навантаженням може зберігатися в гермобоксі біля старту. Це значить, що резервні лазерні або акумуляторні модулі можна тримати «на полиці» й запускати в разі потреби (наприклад, за раптового зростання попиту на енергію чи виході з ладу вузла).
Одна тонна до LEO — зручне місце між наносупутниковими ракетами та Falcon 9. Модуль із 15 м² сонячних панелей, 10 кВт-лазером і батареєю важить ≈250 кг; отже, три модулі + адаптер = 820 кг → ідеально під Alpha. А запуск десяти таких рейсів формує перший мегаватний кластер.
Для запуску на вимогу Alpha транспортує інкапсульовану корисну масу до пускової установки за лічені години, без великих вертикальних башт; такий мобільний підхід добре підходить для надтермінових задач, де необхідно розгортати приймачі та швидко додавати нові джерела живлення.
Firefly Alpha поєднує доступну вартість, швидкість і точність, що робить її ідеальним «робочим конем» для розгортання й оперативної підтримки такої енергетичної мережі.
Проєкт OMEN: об’єднана орбітальна енергомережа
Уявімо, що ці три технології поєднуються в одному амбітному проєкті. У кожного амбітного проєкту має бути сильна назва, нехай це буде OMEN (Orbital Modular Energy Network), або Орбітальна модульна енергомережа, — гіпотетична система, яка могла б стати справжньою «сонячною електростанцією» на орбіті, зібраною з модульних супутників. Ідея проста: використовувати модульні супутники на кшталт Sidus LizzieSat як гнучкі платформи, обладнавши їх системами лазерної передачі енергії від Aetherflux, і запускати ці апарати згуртованою мережею за допомогою ракет Alpha від Firefly. Завдяки модульній архітектурі Sidus, платформу супутника можна легко доповнити необхідними вузлами — від потужних сонячних батарей до лазерного передавача, адже її конструкція спрощує інтеграцію нових корисних навантажень. Водночас Aetherflux уже розробляє технологію, здатну перетворювати сонячну електроенергію на лазерний промінь для передачі — фактично створює такий модуль, який можна встановити на орбітальний апарат. Запуски нових модулів-супутників і поповнення мережі може забезпечити Firefly або подібні носії нового покоління, що дедалі частіше виходять на ринок із пропозицією швидкого та відносно доступного виведення вантажів на орбіту.
У проєкті OMEN кожен супутник виступав би як «енергетична ланка» в орбітальному ланцюзі. Об’єднані у мережу, такі апарати могли б координовано збирати енергію Сонця і передавати її на приймальні станції на Землі. Модульність означає, що мережу легко масштабувати — додавати нові супутники у міру зростання потреб або вдосконалення технологій. Так само як серії комунікаційних супутників (наприклад, Starlink) вже зараз створюють глобальне покриття інтернетом, OMEN могла б створити глобальне покриття енергією. Це своєрідна «електромережа в небі»: якщо один супутник виходить з ладу чи заходить у тінь Землі, інший підхоплює естафету і продовжує передачу.
Додамо трохи конкретики та проведемо власний розрахунок, який підтвердить або спростує нашу концепцію.
Уявімо демонстраційний супутник OMEN із площею сонячних панелей 100 м². На орбіті він дістає потік 1361 Вт/м² — так звану «сонячну константу». За к.к.д. фотоелементів ~30 % високоефективна кремній-GaAs матриця генерує ≈41 кВт постійного струму. Цей струм надходить до волоконно-лазерного блока з електрооптичною ефективністю 55% (рівень, продемонстрований у лабораторних Yb- і Tm-лазерах), тож отримаємо ≈22 кВт ІЧ-проміння на довжині хвилі 1,55 µм (eye-safe діапазон). Кутова розбіжність дифракційно обмеженого променя оцінюється формулою θ ≈ λ/D; за діаметра вихідної оптики 1 м θ ≈ 1,6 µрад, а на висоті 600 км це дає пляму діаметром ~1,9 м. Якщо наземний приймач — трекер із діафрагмою 10 м, він перехоплює майже весь пучок навіть з урахуванням атмосферних втрат (≈70% прозорості для 1,55 µм у чистому небі). На приймальній решітці працюють GaAs-перетворювачі, спеціально налаштовані під цей спектр; для них уже продемонстрований оптоелектричний к.к.д. ≈60 %. Підсумок ланцюга: 22 кВт × 0,70 × 0,60 ≈ 9 кВт чистої «зеленої» потужності на Землі — тобто близько 22% від первинної сонячної енергії. Масштабування очевидне: мережа з ~120 таких модулів (або більші панелі 1000 м² кожен) видаватиме ≈1 МВт безперервної енергії, незалежно від дня й ночі чи хмар над споживачем.
Переваги для космосу і Землі
Для космічних місій. Об’єднана енергомережа на орбіті дала б потужний імпульс освоєнню космосу. Уявімо, що космічні апарати, бази чи експедиції більше не залежать тільки від власних важких батарей чи сонячних панелей, замість цього вони можуть «заряджатися» променем енергії, отриманим від мережі OMEN. Це принципово змінить підхід до проєктування космічної техніки: кораблі та ровери зможуть бути легшими, адже частину енергії отримуватимуть зовні. Наприклад, майбутні місячні або марсіанські колонії можуть отримувати електрику з орбітальних станцій, не покладаючись лише на сонячні панелі, яким заважає ніч або пилові бурі. Постійне живлення з космосу стало б «страхувальним тросом» для місій у глибокому космосі, підвищуючи їхню автономність і радіус дії.
Для Землі. Проєкт на кшталт OMEN може стати проривом і в земній енергетиці. Сонячні електростанції, що літають над хмарами, здатні забезпечувати безперервний потік енергії — на орбіті Сонце світить майже цілодобово, без нічних перерв і хмарних днів. Це означає, що електрика буде надходити до споживачів стабільно, незалежно від часу доби чи погоди. Наземні приймальні станції (великі антени чи масиви фотоелектричних елементів) перетворюватимуть лазерні промені назад у струм і накопичуватимуть його в акумуляторах для подальшого розподілу. Географія більше не матиме значення: енергію з космосу можна спрямувати хоч у пустелю, хоч у гірське селище — туди, де будівництво традиційної електромережі дороге або неможливе. Aetherflux уже зараз заявляє, що компактні приймачі діаметром 5–10 м зможуть постачати електрику навіть у найвіддаленіші куточки планети. Таким чином, орбітальні електростанції доповнять земні відновлювані джерела, забезпечуючи «страховку» від пилових бур та хмар. Саме такі космічні ферми сонячної енергії можуть стати екологічним розв’язанням світової енергетичної кризи, адже вони генерують чисту енергію без прямих викидів і не вимагають ані пального, ані великих площ землі.
Сьогодні Sidus Space, Aetherflux та Firefly Aerospace кожен окремо демонструють захопливі досягнення — від гнучких супутників до бездротової передачі електрики. Але найцікавіше розпочнеться, коли подібні технології почнуть працювати разом. Проєкт OMEN поки що існує лише як наша з вами концепція, проте він відображає напрямок, у якому рухається сучасна космічна галузь. Ще вчора це був сюжет фантастичного оповідання, а вже завтра орбітальна енергомережа може стати частиною нашої реальності, забезпечуючи людство безмежною енергією з космосу і відкриваючи дорогу до нових зоряних горизонтів.
