Главная » Статьи » Бескрайний космос

Сокровищница космических просторов

Первым, кто осознал, что внеземное пространство является практически неисчерпаемым источником энергии, был калужский ученый Константин Циолковский. Он с энтузиазмом писал, что овладение энергией Солнца позволит преобразовать климат, изменить очертания материков, построить колоссальные транспортные сети. Мечты Циолковского остались утопией, однако человечество не раз и не два задумывалось о том, как использовать космическую энергетическую сокровищницу для улучшения жизни на Земле.

Сокровищница космических просторов

Электростанции на орбите

Межпланетное пространство переполнено энергией, прежде всего, энергией солнечных лучей. Но как воспользоваться ею? Способ преобразования солнечной энергии в электричество открыл физик Александр Столетов еще в конце XIX века, и сегодня мы все прекрасно знаем, что такое фотоэлемент и солнечная батарея — кремниевая пластинка, которая вырабатывает ток при попадании на нее фотонов. Хотя такой способ прямого преобразования энергии света — самый эффективный из известных нам, коэффициент его полезного действия низок. У серийных образцов он едва достигает 16% и в перспективе вряд ли поднимется выше 43%. Ситуация осложняется тем, что из-за переменной облачности фотоэлементы не могут работать постоянно.

Напрашивается решение: вывести панели солнечных батарей на высокую геостационарную орбиту и каким-то образом передавать полученную энергию на Землю. Расчеты показывают, что солнечная батарея будет получать в восемь раз больше света, чем на Земле, а если подобрать соответствующую орбиту, то такая станция будет освещена практически круглые сутки.

Всерьез идею орбитальных электростанций начали обсуждать в конце 1950-х годов, после запуска искусственных спутников Земли. Первым ее выдвинул и обосновал советский летчик-инженер Николай Варваров, возглавлявший секцию астронавтики ДОСААФ. Чуть позднее ее рассматривал в своей книге «Черты будущего» знаменитый писатель-фантаст и футуролог Артур Кларк. В 1968 году американский ученый Питер Глезер опубликовал подробную концепцию спутниковой системы, которая должна «собирать» солнечный свет и преобразовывать его в электричество, передавая энергию на Землю в виде направленного пучка микроволнового излучения.

Звезда смерти

Когда в начале 1970-х годов развитые страны охватил энергетический кризис, концепцией Питера Глезера заинтересовалось правительство США. Министерство энергетики и НАСА развернули широкую программу научно-поисковых работ, привлекая к исследованиям ведущие ракетно-космические фирмы. В результате появился проект гигантского спутника SPS (Solar Power Satellite), способного вырабатывать до 5 ГВт (до Земли должно было доходить 2 ГВт). Для сравнения: Братская ГЭС, построенная на Ангаре в начале 1960-х годов, вырабатывает 4,5 ГВт. Спутник собирались разместить на геостационарной орбите, для сбора энергии служил отдельный аппарат, оснащенный солнечными батареями или специальным тепловым генератором. Он снабжал энергией микроволновой передатчик. Тот в свою очередь передавал ее на антенны наземной приемной станции.

Советские эксперты сразу обратили внимание на главную техническую особенность SPS — возможность сбрасывать с орбиты колоссальную энергию в виде узконаправленного пучка. Если разделить систему на два эшелона: высокоорбитальный и низкоорбитальный, то в принципе ее можно использовать в качестве оружия. SPS накапливает энергию, а затем в нужный момент передает ее на приемники боевой лазерной платформы, которая находится на низкой (200-300 км) орбите, а та может с высокой точностью поразить любую цель: от летящей ракеты до целого города. Кроме того, пучком микроволнового излучения можно выводить из строя электронную технику противника: радары, антенны, центры управления и связи.

Советское правительство озаботилось проблемой, посыпались протесты. Дипломаты высказали предложение заключить международный договор, согласно которому любые разработки внеземных электростанций должны проходить под контролем ООН, что исключило бы возможность создания боевых космических систем. Впрочем, все эти меры оказались лишними — на сооружение SPS разработчики потребовали триллион долларов, которые неоткуда было взять. Проект закрыли.

Лунный пояс

В XXI веке идея строительства космических электростанций возрождается. Связано это с тем, что ни атомная, ни альтернативная энергетика не способны обеспечить растущие нужды цивилизации.

Особый интерес проявляют к космической энергетике японцы. Если ранее они связывали свое будущее с атомными электростанциями, то после масштабной аварии на АЭС в Фукусиме были вынуждены пересмотреть приоритеты. В настоящее время активно обсуждается проект «Лунный пояс», предложенный японской корпорацией «Шимизу» в 2010 году. Авторы предложили проложить по экватору Луны поля из солнечных батарей протяженностью 11 тыс. км и шириной 400 км. Понятно, что доставить требуемое количество фотопреобразователей на Луну невозможно, посему их необходимо изготавливать на месте из кремния, который содержится в лунном грунте. Энергия, которую соберет «Лунный пояс», будет передаваться на Землю с помощью гигантских двадцатикилометровых антенн.

Все-таки такой амбициозный проект кажется делом отдаленного будущего. Ни у Японии, ни у какой-либо другой страны мира нет достаточно мощных ракет-носителей и межпланетных транспортных средств, чтобы развернуть на Луне хотя бы начальную инфраструктуру. Даже оптимистические расчеты дают столь высокую стоимость «Лунного пояса», что строительство новых нефтедобывающих платформ или разработка газовых месторождений кажутся в сравнении с ним почти бесплатными. Посему сами японцы предлагают на начальном этапе ограничиться созданием небольших орбитальных электростанций, которые заложат основы будущим технологиям и дадут прибыль на развитие проекта. Интересно, что эти электростанции будут выводиться в космос не единым блоком, как предлагали американцы в прошлом веке, а в виде роя, состоящего из небольших «умных» аппаратов массой 100-300 кг. Аппараты будут собираться в группу, а затем аккумулировать и передавать энергию солнечного света на антенны.

Солнечный изотоп

Впрочем, есть энергетические проекты, которые ставят под сомнение необходимость создания громоздких космических электростанций. Дело в том, что исследования лунного грунта показали: естественный спутник Земли — это поистине неисчерпаемый резервуар энергетики будущего.

Как известно, большие надежды на решение энергетических проблем возлагаются на управляемые термоядерные реакции. Одна из таких реакций заключается в слиянии ядер дейтерия и изотопа гелий-три. На Земле этот изотоп встречается крайне редко: общее количество — 500 кг. На Луне же в течение четырех миллиардов лет грунт «впитывал» гелий-три, приносимый солнечным ветром. Результаты анализа образцов лунного грунта показывают, что в его верхнем пятиметровом слое накопилось порядка 1 млн. тонн гелия-три. Такого количества ядерного топлива хватило бы на обеспечение электроэнергией всего человечества на протяжении пяти тысяч лет!

Проект лунного завода-автомата для получения гелия-три прорабатывается сегодня в Университете Висконсина. По предварительным оценкам продуктивность комплекса может достигать 20 кг уникального изотопа в год. Хранить «добычу» можно в специальном изолированном контейнере, а забирать его будут либо работники лунной базы, либо специальный транспортный робот, снабженный ракетными двигателями для полета в межпланетном пространстве.

Мы пока не знаем, по какому пути пойдет космическая энергетика, но ясно одно, - вовсе без нее человечеству не обойтись.

В России главными инициаторами создания космических солнечных электростанций (КСЭС) выступают специалисты ЦНИИМаш — одного из головных предприятий Федерального космического агентства. Они предлагают в течение ближайших пяти лет построить прототип бескаркасной орбитальной электростанции мощностью 100 кВт и стоимостью 10 млрд. рублей. Затем, получив необходимый опыт, создать оригинальный энергокомплекс мощностью до 10 ГВт (две Братские ГЭС). В своем предварительном отчете авторы проекта указывают, что Россия на современном этапе способна реализовать подобный план: у нас есть для этого все необходимое.

Источник


Категория: Бескрайний космос | Добавил: Tatika (22.04.2014)
Просмотров: 2130 | Теги: энергия, гелий, лунный, станция, космос, батареи | Рейтинг: 0.0/0



Сокровищница космических просторов

Понравилась статья? Поставьте оценку, выскажите свое мнение
Еще статьи, которые вас заинтересуют
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *:


При перепечатке материалов с сайта обязательна индексируемая ссылка на http://potustorony.ru

ПОЛИТИКА КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ


Copyright MyCorp © 2019
Карта сайта   16+

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100 Рейтинг сайтов Ufolog.ru Сайт о паранормальных явлениях Рассылка 'Интересные факты необычные новости'