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 конце 2000-х годов космическая солнечная энергетика породила несколько громких коммерческих планов. В 2009 году американская PG&E заключила соглашение с компанией Solaren о возможной покупке энергии, которую предполагалось передавать на Землю с орбиты; начало поставок тогда связывали с 2016 годом. Этот срок оказался нереалистичным, и промышленная орбитальная электростанция так и не появилась. При этом эксперименты с беспроводной передачей энергии микроволнами и лазерами продолжаются, а сама идея космических солнечных электростанций остаётся предметом исследований. Космические лифты и доставка заряженных аккумуляторов с орбиты пока относятся скорее к гипотетическим сценариям, чем к инженерным проектам ближайшего будущего.

«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».

Питер Глейзер

Факты — за вымыслом

В одной из серий японского мультсериала «Мобильный воин Гандам», действие которого происходит в 2037 году, человечество широко использует солнечную энергию из космоса. Японское агентство аэрокосмических исследований JAXA действительно много лет изучает системы SSPS — космические солнечные электростанции с беспроводной передачей энергии. Однако прежняя цель создать систему класса 1 ГВт в 2030-х годах была пересмотрена: JAXA прямо указывает, что такой срок оказался нереалистичным и сейчас исследования ориентированы на возможную реализацию крупных систем во второй половине XXI века и позже.