Россия может стать лидером космической энергетики
Человек забудет о нефти, газе и угле и будет черпать энергию прямо из космоса. Эта мечта фантастов близка к воплощению. Уже в 2016 году на орбите должна появиться американская космическая солнечная электростанция мощностью как у Днепрогэса - 1 ГВт. Как же доставить столько энергии из космоса на Землю? Идею еще в 1968 годы предложил американский ученый Питер Глейзер. На орбите надо разместить большие поля из солнечных батарей. Собранная энергия передается на Землю с помощью СВЧ-излучения или лазера. Здесь его принимает антенна, и принятое излучение преобразуется в электричество. Авторы подчеркивают, что излучение из космоса никак не сказывается на состоянии ионосферы и атмосферы. Дело в том, что подбирается такой диапазон излучения, который ими не поглощается.
Чтобы в 2016 году реализовать этот фантастический проект, собралась команда аэрокосмических "звезд": компании "Локхид" и "Боинг", а также несколько ведущих университетов и научных центров. Эта "игрушка" на орбите обойдется в 25 миллиардов долларов. Кстати, столько же стоила американская Лунная программа. Со своим амбиционным проектом выступила и Япония. Она намечает передавать энергию из космоса в 2018 году. Приемником должно стать "зеркало" диаметром в несколько километров, которое будет находиться в пустынном районе океана. Насколько реальны эти проекты? Ведь американцы и японцы уже несколько раз объявляли о подобных планах. Велись проработки, однако дальше дело не шло. А в 1991 году Центр им. Келдыша предложил концепцию космической энергетики. Предлагалось в 2020-2030 годы создать 10-30 таких станций суммарной мощностью на Земле до 2,25 ГВт. А к 2050-2100 годам довести число станций до 800 общей мощностью 960 ГВт. Это почти 200 Братских ГЭС. Но кризис в России поставил крест на этих планах.
- Думаю, что сейчас ситуация вокруг космических электростанций принципиально изменилась, - сказал "РГ" главный научный сотрудник ЦНИИмаша Виталий Мельников. - Приведу лишь один характерный факт. Китай уже заключил большой контракт на покупку космического электричества. То есть китайцы чувствуют будущую конъюнктуру.
Если еще 15-20 лет назад создание космической электростанции оценивалось в сотни миллиардов, а то и в триллион долларов, то сейчас речь идет совсем о других суммах. Намного подешевели и сами солнечные батареи, и запуск грузов в космос. Кроме того, значительно вырос КПД солнечных батарей. В итоге стоимость космической электростанции уже оценивается не в сотни, а десятки миллиардов долларов.
Неудивительно, на них уже положили глаз крупнейшие мировые компании. Оценки показывают, что выигрыш намного превзойдет затраты. Ведь есть шанс стать, по сути, монополистом в энергетике. Во-первых, КСЭС будет вырабатывать экологически абсолютно чистую энергию, никаких вредных выбросов. Во-вторых, даже при огромных первоначальных расходах цена космической энергии будет ниже, чем у тепловых и атомных станций. В-третьих, КСЭС делает страны независимыми от углеводородного сырья.
По словам Мельникова, именно сейчас создается мировой рынок космического электричества. Его можно сравнить с новым витком электрификации, но для всей планеты. И наша страна имеет все шансы оказаться лидером космической энергетики.
- Что предлагают американцы и японцы? - объясняет Мельников. - Строить в космосе жесткие циклопические платформы площадью 100 квадратных километров, высотой около километра. Даже на Земле никто на такие монстры не замахивался. А тут в космос с помощью десятков мощных ракетоносителей потребуется вывести около тысячи тонн конструкций, из которых затем на орбите собрать космическую электростанцию. Но это решение проблемы, что называется, в лоб. Россия имеет совершенно иную технологию, которая позволит отказаться от каркаса, от жесткой циклопической платформы и на порядки снизить вес космической электростанции.
Еще в 1993 году весь мир поразил летящий по небу солнечный отражатель. Эта площадка в 300 квадратных метров, толщиной 2 миллиметра весила всего 4 килограмма. Она сохраняла свою форму не за счет каркаса, а центробежных сил. Отражатель был отправлен в космос в капсуле, а выйдя на орбиту, развернулся. До сих пор этот эксперимент считается уникальным достижением российской науки, который никому не удалось повторить.
- Солнечные батареи можно сделать очень тонкими, толщиной около 12 микрон, - объясняет Мельников. - Из них на Земле можно собрать КСЭС большой площади, всю эту конструкцию сложить и поместить в капсулу. А на орбите станцию развернуть веером. У нас есть патент на подобные системы.
Россия, по мнению Мельникова, обладает еще одним преимуществом. Дело в том, что США и Япония намерены передавать энергию на Землю с помощью СВЧ-излучения. Но его эффективность намного меньше, чем у волоконных лазеров. Скажем, у СВЧ диаметр луча на Земле около 20 километров, а у лазера всего 40 метров. То есть концентрация энергии в сотни тысяч раз выше.
- Россия сегодня мировой лидер в производстве волоконных лазеров, у нас выпускается 70 процентов этой продукции, - говорит Виталий Мельников. - То есть мы обладаем и самой современной лазерной техникой, и уникальной технологией развертывания бескаркасных солнечных батарей. Это уникальный шанс для России возглавить гонку создания космических солнечных электростанций.
Космическая солнечная электростанция. Источник: Российская газета |
Справка "РГ"
Один из наиболее интересных вариантов космической электростанции предложен американским профессором из Института космических систем Дэвидом Крисвеллом. Ее надо размещать не в открытом космосе, а на поверхности Луны. Проект Крисвелла, несмотря на кажущуюся фантастичность, вполне реален. Здесь более чем достаточно сырья для изготовления солнечных батарей. А значит, их можно не доставлять с Земли, а "клепать" прямо на Луне. Эти установки будут аккумулировать солнечную энергию и передавать на Землю в виде СВЧ-излучения. На спутнике надо построить несколько антенных полей общей площадью в несколько сотен квадратных километров. Стоимость проекта, по предварительным оценкам, около 60 миллиардов долларов. Проект должен окупиться в течение пяти лет.
Юрий Медведев
