Солнечная энергия космоса
Как вам такая идея? В космосе полно солнца и никаких облаков. Почему бы в таком случае не аккумулировать солнечную энергию при помощи гигантских зеркал и не отправлять ее на Землю орбитальными лазерами или микроволновыми излучателями? Радикально? Пока — да, но однажды может стать обычным делом.
Крайне вероятно, что все мы будем поклоняться Солнцу — в самом недалеком будущем. Нам и надо-то всего одну десятитысячную солнечного света, который долетает до Земли, чтоб утолить 100% всех энергетических нужд планеты. Один способ этого добиться — построить наноинженерные солнечные батареи и топливные элементы. Или вот еще один, чуть более безумный, — генерирование чистой возобновляемой энергии на космических солнечных электростанциях. Космос состоит исключительно из энергии — можно и нам немножко?
«Наука еще не научилась предвидению. Мы предсказываем слишком много на грядущий год и слишком мало на ближайшие десять» Нил Армстронг (1930-2012), летчик-испытатель, астронавт (1969)
Укрощение энергии Солнца
Не вернуться ли нам на Землю со всеми этими идеями? Запросто. Они тут существовали с 1960-70-х. Мы, в конце концов, сравнительно недавно поняли, как передавать электричество по воздуху без проводов, так что все вполне укладывается в логическую последовательность. Также стоит вспомнить, что у нас уже есть телефоны с коммуникаторами ближнего поля и спутниковое телевидение, транслируемое на Землю на электромагнитных частотах, так отчего же не передавать энергию?
У генерирования энергии прямо в космосе есть серьезные преимущества перед системами, размещенными на Земле. В космосе нет погоды как таковой, поэтому облака не могут заслонять Солнце, и параболические тарелки для сбора солнечной радиации могут получать энергию Солнца практически все время, а не только днем. Воздуха в космосе тоже нет, а значит, солнечная радиация никак не фильтруется атмосферными газами. Ну и вот еще что: вся система целиком никак не загрязняет окружающую среду.
Размещение таких тарелок в космосе — задача, безусловно, титаническая, но в малюсеньком масштабе мы это уже проделывали. За ними, правда, еще нужно будет ухаживать. Космос — недружелюбное пространство, и оборудованию неизбежно не поздоровится от камней и рукотворного космического мусора, и как же мы будем их чинить? Вероятно, при помощи постоянно присутствующих рядом роботов. Еще одна загвоздка: как передавать энергию на Землю без потерь?
Зафиксировать потоки энергии, поступающие с космических генераторов, на выпрямляющих антеннах, подсоединенных к приемным станциям на Земле, довольно затруднительно. Но история технологии подсказывает, что эта и иные проблемы — вопрос времени и денег, в данном случае — особенно денег.
В 2009 году «Тихоокеанская компания по газо- и электроснабжению» (крупнейшая энергетическая компания США) поставила себе цель: развить отношения с корпорацией под названием «Соларен», чтобы покупать солнечную энергию, направляемую из космоса через спутники, которые начнут коммерческую деятельность в 2016 году. Или вот: несколько лет назад американские и японские ученые успешно транслировали энергию в виде микроволнового излучения между Гавайскими островами на расстояние 145 км. Уже теоретически возможно использовать физические конструкции космических лифтов между нашей планетой и ближним космосом — если мы их построим — для прокладки кабелей и по ним передавать энергию на Землю. А может, мы придумаем настолько мощные аккумуляторы, что нам нужно будет лишь собрать энергию Солнца в космосе, зарядить ею аккумуляторы, а потом отправить за ними корабли, чтобы те притащили их обратно на Землю.
«Зачем нам вообще получение солнечной энергии в космосе, когда наземные технологии выработки солнечной энергии и промышленное оборудование для этого стоят 0,3% от цены космической солнечной энергии?» energyandcapital.com
Рассмотрим альтернативы
Циники могут указать нам на трудности, связанные с регулированием и лицензированием использования космической солнечной энергии. ООН сейчас поддержала бы любую такую технологию, однако некоторые страны — в целях национальной безопасности — могли бы наложить табу. Превращение лучей энергии в лучи смерти — перспектива, несколько притянутая за уши, но если бы мы решили применять не микроволновое, а лазерное излучение для трансляции с Луны, пару-тройку неуверенных в себе стран это могло бы переполошить.
Другие циники-обозреватели не преминули бы сказать, что концепция солнечной энергии космоса — вообще чушь несусветная, особенно с учетом огромного эффекта, который произведут солнечные батареи на каждой крыше, транспортном средстве, вдоль каждой дороги на нашей планете. Потенциально мы сможем превратить практически каждое окно или плоскую наружную поверхность в накопитель солнечной энергии и построить гигантские солнечные электростанции в пустынях, тем самым дав начало новому поколению энергопроизводящих стран.
Кроме того, мы сможем разместить солнечные панели на плаву в водяных резервуарах, водохранилищах и озерах (уменьшая тем самым разрастание нежелательных водорослей). Эта идея может показаться особенно привлекательной земледельцам и компаниям, владеющим источниками питьевой воды, потому что такой подход превращает один источник дохода в два. И все это вместе позволит нам генерировать ошеломляющее количество энергии — и практически без всяких отрицательных эффектов, особенно в сравнении со стоимостью чего-то подобного, но в космосе.
Но, опять-таки, именно трудность и дерзость задачи производства солнечной энергии в космосе может, видимо, привлечь среднего технолога-предпринимателя с грандиозными мечтами и доступом к нескольким триллионам долларов.
Патент N 3 781 647
В 1973 году мистеру Питеру Глэйзеру, вице-президенту компании по управленческому консультированию «Артур Д. Литтл», был выдан патент № 3 781 647 на способ передачи энергии на большие расстояния, а именно из космоса на Землю, посредством микроволнового излучения. Год спустя НАСА изучило предложение и объявило, что в нем есть некоторые изъяны, особенно — стоимость, но, тем не менее, заключило, что идея многообещающая. До конца 1970-х и в начале 1980-х были произведены и другие исследования, но общее ощущение осталось прежним: идея занятная, но высокорисковая и по стоимости, и в экологическом отношении. Однако в 1999 году НАСА решило возобновить исследования и запустило программу «Исследование космической солнечной энергии и технологии».
Факты — за вымыслом
В одной из серий японского мультсериала «Мобильный воин Гандам», действие которого происходит в 2037 году, человечество переходит на солнечное электричество, чтобы избежать различных конфликтов, связанных с земной энергией. Как это часто бывает, факты следуют за вымыслом: японские ученые работают над методами воплощения этой выдумки. Японское агентство аэрокосмических исследований выработало план постройки рабочего прототипа, который сможет производить 1 гигаватт энергии уже к 2030 году, — такова приблизительная мощность средней японской ядерной электростанции.