Весь мир находится в тревожном состоянии из-за пандемии коронавируса. Социальные сети и большинство СМИ пестрят негативными заголовками и пугают неутешительными прогнозами. Тем не менее, есть немало позитивных новостей.
Наука не стоит на месте и продолжает развивать технологии будущего на благо всего человечества. Российские ученые из Московского радиотехнического института РАН запатентовали систему передачи энергии с орбитальной солнечной электростанции на Землю. Предполагается, что солнечная электростанция сможет передавать энергию с помощью микроволн в самые трудноступные районы Земли, где невозможно проложить наземные линии электропередач. Своим мнением насколько реально строительство подобной электростанции поделились эксперты "Глобальной энергии".
Идея строительства космической солнечной электростанции уже давно интересует ученых. В 1941 году писатель-фантаст Исаак Азимов опубликовал научно-фантастический рассказ "Разум", в котором космическая станция передавала энергию, собранную от Солнца, различным планетам с использованием микроволновых лучей. А в 1973 году Питер Глейзер реализовал эту идею, получив патент в США № 3781647 на свой метод передачи мощности на большие расстояния с использованием микроволн от очень большой антенны, установленной на спутнике к гораздо большей по размеру антенне, установленной на Земле. Несмотря на то, что разработки начались довольно давно, кардинально новых решений до последнего времени не появлялось. В связи с этим, Мартин Грин, лауреат премии "Глобальная энергия" - 2018, профессор Австралийского центра передовой фотовольтаики, Университета Нового Южного Уэльса отмечает: "Новый патент должен иметь отношение к особенностям передачи и получения энергии. Большинство предыдущих решений основывались на том, что силовая установка должна размещаться на геосинхронной орбите (высота 35 786 км), фиксируясь таким образом над определенной точкой земли, а не на высоте от 300 до 1000 километров".
По мнению другого эксперта "Глобальной энергии" Бориса Иванович Каторгина, создателя ракетного двигателя РД-180, Академика РАН, лауреата премии "Глобальная энергия" - 2012, создание на орбите солнечной электростанции, приемлемой для эксплуатации мощности – дело не близкой перспективы. Для этого необходимо преодолеть ряд научно - технических задач: создать ракеты-носители сверхтяжелого класса для вывода на околоземную орбиту элементов электростанций больших размеров; разработать технологию качественной и безопасной сборки крупногабаритных элементов конструкции; существенно повысить КПД преобразования солнечной энергии в электрическую и электрической энергии в излучение СВЧ или лазера. Также ученый обращает внимание, что стоит предельно внимательно изучить вопрос о негативном загрязнении атмосферы и поверхности земной коры электромагнитным излучением большой мощности.
Несмотря на то, что технические решения для создания конструкций солнечной электростанции еще не созрели, Дэвид Файман, член Международного комитета по присуждению премии "Глобальная энергия", почетный профессор Университета Бен-Гурион в Негеве считает, что генерация электрической энергии от Солнца в космосе на орбите Земли является очень захватывающей перспективой. По мнению ученого, для этого есть три причины. Во-первых, в космосе нет атмосферы для рассеивания солнечных лучей, спутник поглощает фактически на 50% больше солнечного света, чем земные солнечные панели. Во-вторых, спутник находится под прямым воздействием Солнца 24 часа в сутки, за исключением нескольких минут каждый день, когда Земля проходит между панелями и Солнцем. И, в-третьих, энергия, которая генерируется спутником, на самом деле, является постоянной, потому что в космосе нет восхода и захода солнца, и нет облаков, которые бы влияли на мощность, делали ее сильнее или слабее каждый раз, когда проходят мимо.
Однако несмотря на очевидные плюсы, Дэвид Файман отмечает ряд критически важных аспектов, напрямую связанных с безопасностью жизни человека: "Возникает вопрос о том, чтобы ни один самолет случайно не пролетел через микроволновый луч, потому что он очень мощный, гораздо более мощный, чем микроволновая печь у вас дома. И необходимо использовать какой-то очень надежный механизм на случай, если, например, проходящий метеорит попадет в спутник, чтобы микроволновый луч не сменил траекторию, и не попал в какое-то опасное место, где есть люди".
На ряду с технологическими сложностям реализации проекта, эксперты отмечают наличие сложностей экономических. Михаэль Гретцель, профессор Швейцарского федерального технологического института, лауреат премии "Глобальная энергия" - 2017, считает основным препятствием высокую стоимость реализации проекта: "На текущий момент основным недостатком является крайне высокая стоимость вывода грузов на орбиту. Требуется снижение стоимости запуска килограмма груза до 200 долларов, что значительно ниже стоимости, которая сегодня сложилась в индустрии".
В качестве альтернативы американский профессор Халил Амин, лауреат премии "Глобальная энергия" - 2019, руководитель Программы по развитию технологий аккумуляторных батарей Арагонской национальной лаборатории предлагает обеспечивать энергией удаленные регионы мира с помощью недорогостоящих изолированных солнечных панелей с хранилищами энергии: "Это низкозатратная технология. Только представьте – целый поселок, обеспеченный электричеством, благодаря использованию всего лишь одной станции с хранилищем энергии!".
Подводя итоги, можно сделать вывод, что концепция создания космической солнечной электростанции осуществима. Но вопрос о том, сможет ли стоимость решения всех технологических проблем вместе с затратами на запуск спутника в космос быть сопоставимой со стоимостью строительства простого массива солнечных панелей на земле остается открытым.
По материалам globalenergyprize.org
