Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
5 декабря 2016, понедельник, 11:32
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

ТЕАТР

РЕГИОНЫ

Российские ученые разработают проект космических электростанций мощностью от 1 до 10 гигаватт

Космическая электростанция
Космическая электростанция
Mark Elwood/SpaceWorks Enterprises

На фоне постоянно увеличивающихся цен на энергоресурсы, конфликтов в нефтедобывающих регионах и аварийных ситуаций на атомных станциях крайне актуальным становятся вопрос энергетической безопасности и необходимость разработки четкого плана: за счет чего мы будем жить в будущем.

Казалось бы, то, что нам нужно, окружает нас со всех сторон. Солнечный свет, ветер, геотермальное тепло, приливные волны: ученые считают, что существующие технологии позволят уже к 2050 году на 80% обеспечить потребности человечества за счет возобновляемых источников энергии. Однако КПД таких электростанций невелик. К тому же они сильно зависят от погоды и циклов дня и ночи. Поэтому для достижения цели придется построить бескрайние поля солнечных батарей и ветряных турбин. Но есть еще один способ, который, при всей своей невероятности, широко обсуждается в мире. Речь идет о космических электростанциях.

Ветряные турбины в Калифорнии, США

Как часто бывает, первым идею получения энергии в космосе озвучил писатель-фантаст. В 1941 году в рассказе «Логика» (Reason) Айзек Азимов подробно описал космическую станцию, которая накапливает энергию Солнца и передает ее на Землю. Спустя 25 лет Питер Глейзер представил концепцию размещения на геостационарной орбите огромных солнечных батарей. Полученную энергию предполагалось преобразовывать в СВЧ-излучение и в таком виде передавать на приемные антенны на Земле. Всерьёз о революционном подходе заговорили лишь в 90-е годы, когда над собственными программами стали работать такие крупнейшие разработчики, как российский Исследовательский центр им. М. В. Келдыша, американское космическое агентство NASA и японское агентство аэрокосмических исследований.

«Англия доминировала в мировой экономике во времена промышленной революции благодаря своим запасам угля. Соединенные Штаты заняли это место после того, какв 1901 году обнаружили месторождения нефти в Техасе, - говорит Ральф Нансен из группы «Solar High», которая выступает за развитие солнечной энергетики. - Я уверен - тот, кто первым создаст систему получения солнечной энергии на орбите, займет такое же доминирующее положение в мировой экономике».

Cолнечный свет в космосе на 30% интенсивнее, чем на земле, и не зависит от погодных условий.

Главное преимущество размещения панелей в космосе состоит в том, что солнечный свет там на 30% интенсивнее, чем на поверхности планеты. К тому же освещение не меняется в течение года и не зависит от климатических особенностей. Но помимо очевидных плюсов у подобного проекта есть и существенные минусы. Во-первых, это стоимость. Сегодня доставка на орбиту одного килограмма груза обходится в 20 тысяч долларов. Нетрудно понять, что отправка и монтаж солнечных панелей общей площадью в несколько квадратных километров потребуют многомиллиардных затрат. Во-вторых, собранную энергию нужно будет с минимальными потерями передать на Землю, а тянуть на геостационарную орбиту кабель длинной 35 тысяч километров ‒ не самая лучшая идея.

Основные иностранные проекты - например, программа NASA «SPS-ALPHA» - опираются на использование мощного потока СВЧ-излучения, который будет поступать с космической станции на приемные устройства. Такой способ позволяет избежать больших потерь при прохождении пучка через атмосферу, и совершенно безопасен для живых организмов. В 2008 году американские и японские ученые провели успешный эксперимент, в ходе которого луч микроволнового излучения преодолел расстояние в 150 километров между двумя островами Гавайского архипелага (расстояние было выбрано как эквивалент толщины земной атмосферы). И хотя в целом задача была выполнена, авторы исследования признают, что технология требует существенных доработок, связанных, например, с увеличением мощности.

В 2009 году свой амбициозный проект анонсировало правительство Японии. Уже в 2014 году планируется вывод на орбиту опытного образца солнечной электростанции шириной 50 метров с СВЧ-передатчиком. Если испытания пройдут успешно, следующее поколение мощностью 1 гигаватт и размерами около 2 километров будет введено в строй около 2030 года.

Не отстает от мировых тенденций и Россия. Еще в сентябре 2012 года на мировом симпозиуме, посвященном космической энергетике, Роскосмос объявил о создании действующего прототипа небольшой станции мощностью 100 киловатт. Согласно последним заявлениям, российские ученые собираются проработать проект космических электростанций мощностью от 1 до 10 гигаватт. При этом передача энергии на Землю, в отличие от иностранных концепций, будет осуществляться с помощью мощных лазерных лучей.

Роскосмос планирует передавать энергию на Землю с помощью мощных лазерных лучей.

Как объясняет главный научный сотрудник ФГПУ «ЦНИИМАШ» Валерий Мельников, солнечные батареи будут питать твердотельные лазеры, объединенные в единую оптическую систему, способную переносить энергию на фотоэлектрические преобразователи, расположенные на поверхности планеты. Лазерный луч по сравнению с микроволновым пучком более концентрированный. Поэтому можно передавать больше энергии на меньшие приемные устройства. По словам специалиста, такой луч с геостационарной орбиты можно направлять не только на экваториальные области, но и в высокоширотные регионы, где потребность в электричестве стоит особенно остро. Стоит отметить, что у использования лазера есть и отрицательные аспекты. Помимо того, что он может быть опасным для людей и животных, на сохранность сигнала оказывает влияние облачность и прозрачность воздуха.

Ещё одним принципиальным отличием отечественного проекта является отказ от громоздких каркасных конструкций в пользу лёгкого и тонкого экрана площадью несколько квадратных километров, который удерживается в натянутом состоянии за счет вращения. Такую тонкопленочную батарею можно доставить на орбиту в свернутом виде, что существенно сэкономит затраты.

Но все же множество специалистов по всему миру не слишком благосклонны к идее космической электроэнергетики. По их мнению, те же инвестиции, вложенные в получение энергии из возобновляемых источников на Земле, принесут несопоставимо больше пользы. Эти технологии давно отработаны, и мощные ветряные или солнечные электростанции могут быть построены уже сегодня.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM iPhone MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi Адыгея Александр Лавров альтернативная энергетика Анастасия Волочкова «Ангара» антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика аутизм Байконур бактерии библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса британское кино Византия визуальная антропология викинги вирусы Вольное историческое общество Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология геофизика глобальное потепление грибы грипп дельфины демография дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение зоопарк зрение Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лексика лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг моллюски Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. одаренные дети онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека Протон-М психология психофизиология птицы РадиоАстрон ракета растения РБК РВК РГГУ регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент русский язык рыбы сердце сериалы Сингапур сланцевая революция смертность СМИ Солнце сон социология спутники старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология фольклор химия христианство Центр им.Хруничева школа школьные олимпиады эволюция эволюция человека экология эмбриональное развитие эпидемии этика этнические конфликты этология Юпитер ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефоны: +7 495 980 1893, +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.