TalTech teel Kuule Päikest võtma

TalTech teel Kuule Päikest võtma. 06.01.2025. Meeskonna ambitsioonikas tegevus toetub tihedale koostööle Euroopa Kosmoseagentuuriga (ESA) ja Šveitsi ettevõttega Astrostrom, kes jagavad ühist visiooni, mis muudaks päikeseenergia kosmoses kogumise ja ülekandmise reaalsuseks ning toetaks sel moel nii Maa rohepööret kui ka tulevasi kosmosemissioone. Raadik alustas oma teadusteed füüsikatudengina ja juba bakalaureuseõpingute ajal süvenes tema huvi päikeseenergeetika vastu. Fookuse kosmosele võttis ta 2015. aastal, kui Eestist sai Euroopa Kosmoseagentuuri liige. „Meiega võttis ühendust ESA esindaja ning algas esimene ühisprojekt, mille käigus uurisime meie laboris väljatöötatud monoterakiht-päikesepatarei sobivust kosmosekeskkonda. Olin just saanud kaitstud doktoritöö ja olin avatud uutele väljakutsetele, mistõttu tuli koostööpakkumine täpselt ideaalsel ajal.” Kassikuld energiaks TalTechi päikeseenergeetikamaterjalide teaduslaboris arendatav monoterakiht-tehnoloogia on unikaalne. See kasutab pisikesi, juuksekarvast kahe kolmandiku võrra õhemaid mikrokristalle, mis töötavad kui iseseisvad päikeseelemendid. Ühe mikrokristalli toodetav energiahulk on küll üliväike, kuid kuna kristalle on moodulis miljoneid, siis on neil ühtekokku arvestatav mõju. „Seda tüüpi päikesepatareid on kerged, painduvad ja neid saab toota kulutõhusalt. Lisaks on tehnoloogia keskkonnasõbralikum kui traditsioonilistel ränipõhistel päikesepatareidel ning samuti sobib see kosmose tingimustega.“ Raadik rääkis, et TalTechis arendatava monoterakiht-päikesepatareide põhirõhk on maapealsetel rakendustel. Professor Marit Kauk-Kuusiku eestvedamisel arendatakse ehitis- ja tooteintegreeritud lahendusi ning sisetingimustesse mõeldud päikeseelemente. Ent Raadiku meeskond uurib selle tehnoloogia kosmilist potentsiaali. „Kosmose kontekstis teeb selle tehnoloogia eriliseks tõik, et päikesepatareides kasutatavad mikrokristallid on valmistatud püriidist, mida tuntakse ka kassikullana. Neid mikrokristalle on võimalik valmistada ka näiteks Kuu pinnal leiduvatest elementidest ning ühenditest,“ selgitas Raadik. Kosmiline võidujooks on Raadiku sõnul täies hoos. „Olenemata sihtkohast, peame selles vaenulikus kosmosekeskkonnas kuidagi ellu jääma ning kõige aluseks on energia.“ “Olenemata sihtkohast, peame selles vaenulikus kosmosekeskkonnas kuidagi ellu jääma ning kõige aluseks on energia.“ Seni on inimene käinud Kuul vaid lühiajaliselt. Kuna tulevikus on plaan minna sinna pikemaks, on tarvis rajada alaline baas, milles astronaudid saaksid ohutult elada ning töötada. „Kuu ei ole kuigi inimsõbralik – temperatuur varieerub korralikust Soome saunast külmima Antarktika ööni välja. Ellujäämiseks vajame erinevaid tehnoloogiaid, mis aitaksid ühtaegu toota hingamiseks hapnikku, aga ka ehitada peavarju.“  Kust aga saada energiat, mis kõiki süsteeme käigus hoiaks? Just siinkohal tulebki appi Päike. „Kosmoses on päikeseenergia umbes 30% võrra intensiivsem kui Maa peal, mistõttu on tootlikkus märgatavalt suurem. Pikas perspektiivis ei saa me üle ega ümber kohalike ressursside väärindamisest, sest Maa ja Kuu vaheline alaline tarneahel oleks liialt keeruline ning me peame õppima elama Kuul iseseisvalt, nö. „off the Earth,“ selgitas Raadik. Kui Kuul õnnestuks toota kohapeal leiduvate ressursside abil päikeseelemente, võib seega lahendada ühe suurima kosmilise energeetikaalase kitsaskoha – päikesepatareide kalli transpordi. Tänane ulme, ülehomne reaalsus Astrostromil on visioon ehitada Kuule kohalike ressursside toel kosmilised päikese-elektrijaamad ning viia nad geostatsionaarsele orbiidile. „Seal suudavad nad ööpäevaringselt energiat koguda ja saata selle meie energianälja kustutamiseks mikrolainetena kas Maale või siis Kuule, kus pikk öö kestab 2 nädalat.“ Selliselt toodetud elekter on stabiilne ja keskkonnasõbralik. TalTechi teadlaste roll selles koostöös on töötada välja tehnoloogia, mis võimaldaks toota Kuul päikesepatareisid. Raadiku hinnangul võivad esimesed tõsiselt võetavad kosmose-päikeseelektrijaamad näha ilmavalgust juba ca kümne aasta pärast või isegi varem. „Töö selle nimel käib üle maailma. Nii on näiteks Suurbritannias baseeruv Space Solar löönud käed Islandi ettevõttega Reykjavik Energy. Koos lubavad nad 2030. aastaks ehitada ja orbiidile viia esimese kommertsiaalse kosmose-päikeseelektrijaama, mis edastaks energiat kuni kolmele tuhandele Islandi kodule.“ Kuu pinnal tootmine võib võtta aga rohkem aega – Raadik ennustab, et see võiks juhtuda 15–20 aasta pärast, sõltuvalt tehnoloogia arengukiirusest ja investeeringutest. „Kunagi ulme valda liigitunu on muutumas reaalsuseks. Meie teadusuuringute panus moodustab väga olulise osa suuremast puslest,“ ütles Raadik. “Kunagi ulme valda liigitunu on muutumas reaalsuseks. Meie teadusuuringute panus moodustab väga olulise osa suuremast puslest.” Seitsmendalt kontinendilt Marsile ja edasi Kuu-uurimise tähtsusest rääkides viitas Raadik ESA direktori mõttele, et sellest võib saada Maa „seitsmes kontinent.“ Kuu kui potentsiaalse energiaallika uurimine sillutab teed järgmiseks oluliseks verstapostiks – Marsi vallutamiseks. Raadiku ja tema meeskonna tegevus pakub suurepärase näite sellest, kuidas akadeemiline ja tööstuskoostöö toovad endaga kaasa innovatsiooni ning aitab meil liikuda rohelisema ja jätkusuutlikuma tuleviku poole. „Hullumeelsed ideed viivad tihti edasi. Meie töö võib luua aluse, millele rajatakse järgmise põlvkonna energialahendused – nii Maal kui ka kaugel kosmoses.“ “Hullumeelsed ideed viivad tihti edasi. Meie töö võib luua aluse, millele rajatakse järgmise põlvkonna energialahendused – nii Maal kui ka kaugel kosmoses.” Ükski edulugu ei põhine Raadiku sõnul aga ühelainsal isikul, selleks on vaja meeskonda, mille liikmed jagavad „kosmiliselt hullumeelse“ idee visiooni, rikastavad seda oma oskustega rikastavad ning panustavad sellesse oma energiat. „Tahan tänada nii oma pühendunud meeskonda kui ka kõiki tudengeid, kes on meie tegemistes kaasa löönud. Ühtlasi tahan teha sügava kummarduse oma juhendajatele prof. Jüri Krustokile ja prof. Maarja Grossberg-Kuusele. Nemad juhatasid mind kunagi sellesse lõpmata põnevasse teadusemaailma. Ilma nendeta me täna kosmost ei vallutaks.“ Raadik rääkis, et tänu tugevale riiklikule ja poliitilisele toetusele on Eesti kosmosesektor tublisti arenenud ning mitmed ettevõtted on jõudnud arvestatavale tasemele. Samas rõhutas ta, et ülikoolidel on keerulisem leida rahastust, kuna nende fookuses on alusuuringud ja madala tehnoloogilise valmisolekuga projektid. Tema meelest peaks Eesti riik panustama rohkem kosmoseteemalistesse teadusuuringutesse, kuna ülikoolid suudavad probleemidega süvitsi tegeleda ja leida lahendusi, millest võivad tulevikus kujuneda olulised rakendused. „Praegu on teadus kosmosesektoris pigem vaeslapse rollis, kuid püsiv ja põhjalik uurimistöö suudaks pakkuda olulist teavet nii teadusmaailmale kui ka ettevõtlusele.“ ESA toob esile TalTechi teadlaste visadust Euroopa Kosmoseagentuuri innovaatiliste tootmistehnoloogiate insener Dr. Advenit Makaya rääkis, et koostöö TalTechiga sai alguse Taavi Raadiku varasematest uurimisprojektidest, mis on tänaseks viinud välja dialoogi ja innovaatilise uurimisteemani – kuidas valmistada Kuu pinnal leiduvast püriidist ehk kassikullast päikesepaneele. Makaya tunnustab TalTechi teadlaste visadust ja uuendusmeelsust. „Kui tulemused ei vasta ootustele, otsivad nad loobumise asemel alternatiivseid lahendusi ja jätkavad tööd eesmärgi nimel. TalTechi teadlased on motiveeritud, proaktiivsed ja väga kõrgel tasemel – nende töö tõestab, et Eesti-sugusel väikesel riigil võib olla suur mõju.“ Makaya sõnul on TalTech hea näide sellest, kuidas originaalsed ideed ja sihipärane töö võivad viia teatud valdkonnas tehnoloogilise juhtpositsioonini. „Eestil on potentsiaali mängida kosmoseuuringutes olulist rolli, kuna keskendutakse kitsastele ning innovaatilistele tehnoloogiatele, mis võimaldavad ehitada rahvusvahelises kosmoseökosüsteemis üles suuremaid koostöövorme,“ märkis ta. Makaya hindab projekti mõju kosmoseenergia tulevikule väga suureks, kuna päikesepaneelide tootmine Kuu ressurssidest võib pakkuda kosmoseenergeetika vallas vägagi jätkusuutlikku lahendust. See vähendaks sõltuvust Maa ressurssidest ja looks võimalused pikemaajalisteks kosmosemissioonideks. „Kui otsustame jääda Kuule pikemaks ajaks, muutuvad kohalikud ressursid hädavajalikuks.“ “Eestil on potentsiaali mängida kosmoseuuringutes olulist rolli, kuna keskendutakse kitsastele ning innovaatilistele tehnoloogiatele, mis võimaldavad ehitada rahvusvahelises kosmoseökosüsteemis üles suuremaid koostöövorme.” TalTech ja Astrostrom: Kuuni ulatuv innovatsioon Astrostromi ja TalTechi koostöö sai alguse tänu Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) programmile, mille raames otsiti lahendusi puhta energia tootmiseks kosmoses. Astrostromi asutaja Arthur Woods tõdes, et TalTechi teadlaste arendatav monoterakiht-tehnoloogia köitis tema tähelepanu, kuna see võimaldab toota kergeid ja paindlikke päikesepaneele ning vähendada sõltuvust Maa ressurssidest. Woods näeb TalTechi ja teiste akadeemiliste institutsioonidega koostöös olulist sammu kosmoseenergia arendamisel. „Akadeemia pakub teaduslikku vundamenti, millele ettevõtted saavad rajada innovatsiooni ja mille toel viia oma tehnoloogiaid turule,“ lisas ta. Kosmoses toodetud energia võib Maa rohepöörde kontekstis omandada tema hinnangul tulevikus pöördelise tähtsuse ning vähendada geopoliitilisi pingeid. “Akadeemia pakub teaduslikku vundamenti, millele ettevõtted saavad rajada innovatsiooni ja mille toel viia oma tehnoloogiaid turule.”