Čovječanstvu je potrebna kristalno čista energija u ekološkom smislu, budući da moderne metode proizvodnje energije ozbiljno zagađuju okoliš. Stručnjaci izlaz iz ćorsokaka vide u inovativnim metodama. Oni su povezani s korištenjem svemirske energije.
Početne ideje
Priča je počela 1968. Tada je Peter Glazer demonstrirao ideju ogromne satelitske tehnologije. Na njih je montiran solarni kolektor. Njegova veličina je 1 četvorna milja. Oprema je trebala biti smještena na nadmorskoj visini od 36.000 km iznad zone ekvatora. Cilj je prikupiti i transformirati sunčevu energiju u elektromagnetski pojas, mikrovalnu struju. Na taj način korisna energija bi se trebala prenijeti na ogromne zemaljske antene.
Godine 1970., Ministarstvo energetike SAD-a, zajedno s NASA-om, proučavalo je projekt Glaser. Ovo je solarni satelit (kratica SPS).
Tri godine kasnije, znanstvenik je dobio patent za predloženu tehniku. Ideja, ako se provede, donijela bi izvanredne rezultate. Ali bilo ih jeProvedeni su različiti proračuni, pa se pokazalo da bi planirani satelit generirao 5000 MW energije, a Zemlja bi dosegla tri puta manje. Također smo utvrdili procijenjene troškove za ovaj projekt - 1 bilijun dolara. To je prisililo vladu da zatvori program.
90-e
U budućnosti je planirano da se sateliti nalaze na skromnijoj visini. Da bi to učinili, morali su koristiti niske zemaljske orbite. Ovaj koncept su 1990. razvili istraživači iz Centra. M. V. Keldysh.
Prema njihovom planu, 20-30-ih godina 21. stoljeća trebalo bi izgraditi 10-30 specijalnih stanica. Svaki od njih uključivat će 10 energetskih modula. Ukupni parametar svih stanica bit će 1,5 - 4,5 GW. Na Zemlji će indikator dostići vrijednosti od 0,75 do 2,25 GW.
A do 2100. broj stanica će se povećati na 800. Razina energije primljene na Zemlji bit će 960 GW. Ali danas nema informacija čak ni o razvoju projekta na temelju ovog koncepta.
NASA i Japan akcije
1994. godine izveden je poseban eksperiment. Domaćin je bilo američko ratno zrakoplovstvo. Postavili su napredne fotonaponske satelite u nisku zemaljsku orbitu. U tu svrhu korištene su rakete.
Od 1995. do 1997. NASA je provela temeljito istraživanje svemirske energije. Analizirani su njezini koncepti i tehnološke specifičnosti.
1998. Japan je intervenirao na ovom području. Njezina svemirska agencija pokrenula je program za izgradnju svemirskog električnog sustava.
Godine 1999. NASA je odgovorila pokretanjem sličnog programa. Godine 2000. predstavnik ove organizacije, John McKins, govorio je pred američkim Kongresom s izjavom da planirani razvoj zahtijeva ogromne troškove i visokotehnološku opremu, kao i više od jednog desetljeća.
U 2001. Japanci su najavili plan za intenziviranje istraživanja i lansiranje testnog satelita s parametrima od 10 kW i 1 MW.
U 2009., njihova agencija za istraživanje svemira objavila je namjeru da pošalje poseban satelit u orbitu. On će slati sunčevu energiju na Zemlju koristeći mikrovalne pećnice. Njegov početni prototip trebao bi biti lansiran 2030.
Također 2009. godine potpisan je važan sporazum između dvije organizacije - Solaren i PG&E. Prema njemu, prva će tvrtka proizvoditi energiju u svemiru. A drugi će ga kupiti. Snaga takve energije bit će 200 MW. To je dovoljno da se njime osigura 250.000 stambenih zgrada. Prema nekim izvještajima, projekt se počeo provoditi 2016.
U 2010. godini koncern Shimizu objavio je materijal o potencijalnoj izgradnji velike postaje na Mjesecu. Solarni paneli će se koristiti u velikim količinama. Od njih će se izgraditi pojas koji će imati parametre od 11.000, odnosno 400 km (dužina i širina).
U 2011. godini nekoliko velikih japanskih tvrtki osmislilo je globalni zajednički projekt. Uključuje korištenje 40 satelita s ugrađenim solarnim baterijama. Elektromagnetski valovi postat će vodiči energije prema Zemlji. Ogledalo će ih uzetiima promjer od 3 km. Bit će koncentriran u pustinjskoj zoni oceana. Projekt je trebao biti pokrenut 2012. godine. Ali iz tehničkih razloga, to se nije dogodilo.
Problemi u praksi
Razvoj svemirske energije može spasiti čovječanstvo od kataklizmi. Međutim, praktična provedba projekata ima mnogo poteškoća.
Kao što je planirano, položaj mreže satelita u svemiru ima sljedeće prednosti:
- Stalno izlaganje suncu, odnosno kontinuirano djelovanje.
- Potpuna neovisnost o vremenskim prilikama i položaju osi planeta.
- Bez dilema s masom konstrukcija i njihovom korozijom.
Provedba planova je komplicirana sljedećim problemima:
- Ogromni parametri antene - odašiljača energije na površinu planeta. Tako, na primjer, da bi se namjeravani prijenos dogodio pomoću mikrovalova frekvencije od 2,25 GHz, promjer takve antene bio bi 1 km. A promjer zone koja prima protok energije na Zemlji trebao bi biti najmanje 10 km.
- Gubitak energije pri prelasku na Zemlju iznosi oko 50%.
- Kolosalni troškovi. Za jednu zemlju to su vrlo značajni iznosi (nekoliko desetaka milijardi dolara).
Ovo su prednosti i nedostaci svemirske energije. Vodeće sile angažirane su na otklanjanju i minimiziranju njegovih nedostataka. Primjerice, američki programeri pokušavaju riješiti financijske dileme uz pomoć raketa SpaceXs Falcon 9. Ovi uređaji značajno će smanjiti troškove provedbe planiranog programa (posebno lansiranja SBSP satelita).
Lunarni program
Prema konceptu Davida Criswella, bitno je koristiti Mjesec kao bazu za postavljanje potrebne opreme.
Ovo je optimalno mjesto za rješavanje dileme. Osim toga, gdje je moguće razviti svemirsku energiju, ako ne na Mjesecu? Ovo je teritorij koji nema atmosferu i vrijeme. Proizvodnja energije ovdje se može nastaviti kontinuirano sa solidnom učinkovitošću.
Osim toga, mnoge komponente baterija mogu se izraditi od lunarnih materijala, kao što je tlo. To značajno smanjuje troškove po analogiji s drugim varijantama postaja.
Situacija u Rusiji
Industrija svemirske energije u zemlji razvija se na temelju sljedećih principa:
- Oskrba energijom je društveni i politički problem na planetarnoj razini.
- Sigurnost okoliša je zasluga kompetentnog istraživanja svemira. Treba primjenjivati tarife zelene energije. Ovdje se nužno uzima u obzir društveni značaj njegovog nositelja.
- Kontinuirana podrška za inovativne energetske programe.
- Postotak električne energije proizvedene u nuklearnim elektranama treba optimizirati.
- Identifikacija optimalnog omjera energije s koncentracijom tla i prostora.
- Primjena svemirskog zrakoplovstva za obrazovanje i prijenos energije.
Svemirska energija u Rusiji je u interakciji s programom NPO-a Federalnog državnog jedinstvenog poduzeća. Lavočkin. Ideja se temelji na korištenju solarnih kolektora i antena za zračenje. Osnovne tehnologije - autonomni sateliti kontrolirani sa Zemlje napomoć pilota u pulsu.
Mikrovalni spektar s kratkim, čak i milimetarskim valovima, koristi se za antenu. Zbog toga će se u svemiru pojaviti uske zrake. To će zahtijevati generatore i pojačala skromnih parametara. Tada će biti potrebne znatno manje antene.
Inicijativa TsNIIMash
Godine 2013. ova je organizacija (koja je ujedno i ključni znanstveni odjel Roscosmosa) predložila izgradnju domaćih svemirskih solarnih elektrana. Njihova predviđena snaga bila je u rasponu od 1-10 GW. Energija se na Zemlju mora prenositi bežično. U tu svrhu, za razliku od SAD-a i Japana, ruski znanstvenici namjeravali su koristiti laser.
Nuklearna politika
Položaj solarnih baterija u svemiru podrazumijeva određene prednosti. Ali ovdje je važno strogo promatrati potrebnu orijentaciju. Tehnika ne smije biti u sjeni. U tom smislu, brojni stručnjaci su skeptični u pogledu lunarnog programa.
A danas se najučinkovitijom metodom smatra "Svemirska nuklearna energija - solarna svemirska energija". To uključuje postavljanje snažnog nuklearnog reaktora ili generatora u svemir.
Prva opcija ima ogromnu masu i zahtijeva pažljivo praćenje i održavanje. Teoretski, u svemiru će moći autonomno raditi ne više od godinu dana. Ovo je prekratko vrijeme za svemirske programe.
Drugi ima solidnu učinkovitost. Ali u svemirskim uvjetima teško je variratisvoju moć. Danas američki znanstvenici iz NASA-e razvijaju poboljšani model takvog generatora. U tom smjeru aktivno rade i domaći stručnjaci.
Opći motivi razvoja svemirske energije
Mogu biti interni i vanjski. Prva kategorija uključuje:
- Naglo povećanje svjetske populacije. Prema nekim predviđanjima, broj stanovnika Zemlje do kraja 21. stoljeća bit će veći od 15 milijardi ljudi.
- Potrošnja energije nastavlja rasti.
- Primjena klasičnih metoda proizvodnje energije postaje nevažna. Temelje se na nafti i plinu.
- Negativan utjecaj na klimu i atmosferu.
Druga kategorija uključuje:
- Periodični padovi na planetu velikih dijelova meteorita i kometa. Prema statistikama, to se događa jednom u stoljeću.
- Promjene magnetskih polova. Iako je ovdje učestalost jednom u 2000 godina, postoji prijetnja da će sjeverni i južni pol zamijeniti mjesta. Tada će planet na neko vrijeme izgubiti svoje magnetsko polje. To je ispunjeno ozbiljnim štetnim zračenjem, ali dobro uspostavljena svemirska energija mogla bi postati obrana od takvih katastrofa.
