В условиях возможного мирового энергетического кризиса, ученые
всего мира уже давно думают о возможности сбора энергии в космосе и
способе передачи его на землю. Работы по этим проблемам под патронажем
правительства США начались еще в 70-х годах прошлого столетия, но
оптимальных решений до сих пор так и не было найдено. Самым первым и
самым перспективным проектом по теме космической энергии был проект
Solar Power Satellite (SPS), по которому планировалось изучить
возможность размещения на геостационарной орбите земли искусственного
спутника, вырабатывающего электроэнергию из солнечного света с помощью
больших фотоэлементов.
В результате предварительного анализа проекта было выяснено, что
даже небольшой спутник сможет собирать количество электроэнергии,
сопоставимое с количеством, вырабатываемым крупнейшими земными ГЭС.
Ведь система с размещением батарей в космосе обладает огромным
потенциалом: наземные солнечные батареи очень сильно зависят от погоды
и при прохождении света через атмосферу теряется около 40 процентов
энергии, что существенно влияет на КПД наземных фотоэлементов. Но, в
результате того же анализа, стали видны и очевидные минусы данного
проекта – очень большая себестоимость оборудования и работ, и большие
потери при доставке электроэнергии на землю (около 30 процентов).
Несмотря на явные недостатки этого проекта работы по нему были
приостановлены, но не заморожены полностью – документация и результаты
исследований были отложены в архив до лучших времен. Развитие новейших технологий позволило увеличить КПД
фотоэлементов на 40 процентов, что оправдало потери при передаче
энергии на землю, а разработка способов сбора микросхем в космосе
существенно облегчила их создание прямо на орбите. Все это позволило
поднять документы по проекту SPS и на его базе начать работу над новым,
еще более перспективным и, самое главное, реально осуществимым
проектом, названным Space-Based Solar Cells (SBSC). На проект SBSC
правительство США обещает выделить $10 млрд и дать срок в 10 лет.
На первом этапе планируется создать прототип спутника, способного
собирать и передавать на землю с помощью электромагнитного пучка до 10
МВт электричества. Одной из крупнейших технических задач станет
создание и доставка на орбиту спутника, по массе почти в 10 раз
превышающего массу международной космической станции (около 3000 тонн).
Судя по модели, созданной с помощью компьютерного моделирования система
SBSC по внешнему виду будет напоминать известную многим «Звезду смерти»
– корабль-планету из Звездных войн: все те же крылья из фотоэлементов,
электромагнитная пушка и приемная антенна, расположенная на земле.
Такое станет возможным, только если США сократит количество текущих
космических запусков. В год США инициирует не больше 15 запусков, а для
создания SBSC их потребуется не меньше 120.
В перспективе, размещение на геостационарной орбите планеты
фотоэлементов площадью 1 километр в результате должно позволить
получить количество энергии, равное содержащемуся во всех известных
обычных ископаемых запасах нефти на Земле. К сожалению о том, как
работают электромагнитный передатчик и приемная антенна пока ничего
неизвестно, но мы будем следить за развитием этого интересного и
перспективного проекта.
|