
Ãîòîâîå ðåøåíèå: ñîëíå÷íûå ýëåêòðîñòàíöèè íà áàçå èíâåðòîðîâ ñåðèè ECO
20.07.2021
Ìå÷òà ó÷åíûõ î ñáîðå ñîëíå÷íîé ýíåðãèè â êîñìîñå è åå ïåðåäà÷å íà Çåìëþ ìîæåò ñêîðî ñòàòü ÿâüþ.
Èäåÿ î ñáîðå ñîëíå÷íîé ýíåðãèè â êîñìîñå è äàëüíåéøåì åå ïåðåíàïðàâëåíèè íà Çåìëþ âûçðåâàëà â óìàõ ó÷åíûõ ïî ìåíüøåé ìåðå 70 ëåò.  ñâîåé íîâåëëå «Ëîãèêà», îïóáëèêîâàííîé â 1941, àìåðèêàíñêèé ïèñàòåëü-ôàíòàñò Àéçåê Àçèìîâ ïîâåñòâóåò î êîñìè÷åñêîé ñòàíöèè, êîòîðàÿ ïåðåäàåò ýíåðãèþ, ïðîèçâîäèìóþ ñîëíöåì, íà ðàçíûå ïëàíåòû ñ ïîìîùüþ ìèêðîâîëíîâûõ ïó÷êîâ ëó÷åé.
Ïðåèìóùåñòâî ïåðåõâàòà ñîëíå÷íîãî ñâåòà â êîñìîñå çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ñâåò, ïðîíèêàþùèé íà Çåìëþ ÷åðåç àòìîñôåðíûå ñëîè â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè ïîãëîùàåòñÿ âîçäóøíîé ñðåäîé. Ñòîðîííèêè äàííîé òåõíîëîãèè óòâåðæäàþò, ÷òî èçìåíèâ ÷àñòîòó ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ, êîñìè÷åñêèé êîëëåêòîð ñìîæåò àêêóìóëèðîâàòü â ñðåäíåì â 5 ðàç áîëüøå ýíåðãèè, ÷åì íàçåìíûé.
Íåäîñòàòîê òàêîãî ñïîñîáà ñáîðà ýíåðãèè ñîñòîèò â åãî ñòîèìîñòè. Çàïóñê è îáñëóæèâàíèå ïîäõîäÿùèõ ñïóòíèêîâ áûëè áû àáñóðäíî äîðîãèìè. Õîòÿ, âîçìîæíî è íåò, åñëè áû ñïóòíèêè áûëè ìàëåíüêèìè, à ýíåðãèÿ, àêêóìóëèðóåìàÿ èìè, ïðåäíàçíà÷àëàñü êîíêðåòíîìó ïîêóïàòåëþ. Ó÷àñòíèêè âîåííûõ ýêñïåäèöèé, ðóêîâîäèòåëè îòäàëåííûõ îïðåñíèòåëüíûõ çàâîäîâ è íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèõ áàç ìîãëè áû ñòàòü ïîòåíöèàëüíûìè ïîêóïàòåëÿìè ýòîé «íåáåñíîé» ýíåðãèè. ×ëåíû èññëåäîâàòåëüñêîé ãðóïïû â óíèâåðñèòåòå ãðàôñòâà Ñàððåé, Âåëèêîáðèòàíèÿ, íàäåþòñÿ, ÷òî ñìîãóò ïðåäëîæèòü òàêîãî ðîäà óñëóãè óæå ÷åðåç íåñêîëüêî ëåò.
Æèçíåííàÿ ýíåðãèÿ
 ýòîì ãîäó Ñòèâåí Ñóèíè è åãî êîëëåãè ïðîâåäóò òåñòîâûå èñïûòàíèÿ ëàçåðà, ïðèíöèï äåéñòâèÿ êîòîðîãî, ïî ìíåíèþ Àçèìîâà, äîëæåí áûë áûòü îñíîâàí íà èñïîëüçîâàíèè ñâåðõâûñîêî÷àñòîòíûõ âîëí. Êîíå÷íî, èõ èñïîëüçîâàíèå äîëæíî áûëî áû ïðèâåñòè ê ïîëîæèòåëüíûì ðåçóëüòàòàì: â õîäå èñïûòàíèÿ, ïðîâåäåííîãî â 2008 ãîäó, ó÷åíûì óäàëîñü ïåðåäàòü íåîáõîäèìîå êîëè÷åñòâî ìèêðîâîëíîâîé ýíåðãèè ìåæäó äâóìÿ Ãàâàéñêèìè îñòðîâàìè, ðàñïîëîæåííûìè íà ðàññòîÿíèè 148 êèëîìåòðîâ, – òàê ÷òî ïåðåäàòü ýíåðãèþ íà ðàññòîÿíèå â 100 êèëîìåòðîâ ñòàëî áû äëÿ íèõ ïðîñòåéøåé çàäà÷åé. Îäíàêî ïðîáëåìà çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ÑÂ×-âîëíû ðàññåèâàþòñÿ ïðè óâåëè÷åíèè ðàññòîÿíèÿ. Ïëîùàäü íàçåìíîãî êîëëåêòîðà, êîòîðûé ïîëó÷àåò ýíåðãèþ ñî ñïóòíèêà íà ãåîñòàöèîíàðíîé îðáèòå, ðàñïîëîæåííîé íà ðàññòîÿíèè ïî÷òè 36 òûñÿ÷ êèëîìåòðîâ îò ïîâåðõíîñòè Çåìëè, äîëæíà áûëà áû ñîñòàâèòü ñîòíè êâàäðàòíûõ ìåòðîâ. Èñïîëüçîâàíèå ëàçåðà ïîçâîëèò ñîêðàòèòü ïëîùàäü êîëëåêòîðà âñåãî ëèøü äî íåñêîëüêèõ äåñÿòêîâ êâàäðàòíûõ ìåòðîâ.
Êîìàíäà ïðîôåññîðà Ñóèíè ñîâìåñòíî ñ êîñìè÷åñêîé êîìïàíèåé «Àñòðèóì», âõîäÿùåé â ñîñòàâÅâðîïåéñêîãî àýðîêîñìè÷åñêîãî è îáîðîííîãî êîíöåðíà, áóäóò ïðîâîäèòü èñïûòàíèÿ íîâîé ñèñòåìû â îãðîìíîì àâèàöèîííîì àíãàðå â Ãåðìàíèè. Ëó÷è áóäóò ñîçäàâàòüñÿ ñ ïîìîùüþ óñòðîéñòâà, íàçûâàåìîãî «âîëîêîííûé ëàçåð». Îí ãåíåðèðóåò êîãåðåíòíûé ñâåò ëàçåðíîãî ëó÷à â ñåðäöåâèíå äëèííîãî, òîíêîãî îïòè÷åñêîãî âîëîêíà. Ýòî çíà÷èò, ÷òî ñîçäàâàåìûé ëó÷ îòëè÷àåòñÿ âûñîêèì êà÷åñòâîì è èñêëþ÷èòåëüíîé ïðÿìîòîé (äàæå ïî ñòàíäàðòàì îáû÷íîãî ëàçåðíîãî ëó÷à) – áëàãîäàðÿ ýòèì êà÷åñòâàì îí ìîæåò áûòü ñôîêóñèðîâàí íà ìàëîé òåððèòîðèè. Åùå îäíî äîñòîèíñòâî òàêîãî ðîäà ëàçåðîâ çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî îíè ñòàíîâÿòñÿ âñå áîëåå ìîùíûìè è ýôôåêòèâíûìè.
Âîëíà âîëîêîííîãî ëàçåðà ïðîôåññîðà Ñóèíè áóäåò èìåòü äëèíó â 1,5 ìèêðîíà, òî åñòü ñòàíåò ÷àñòüþ èíôðàêðàñíîãî ñïåêòðà. Òàêàÿ äëèíà âîëíû ñîîòâåòñòâóåò ñâîéñòâàì ñàìîãî ïîäõîäÿùåãî àòìîñôåðíîãî îêíà (çîíû, ãäå ïîãëîùåíèå ýíåðãèè ìèíèìàëüíî). Ëó÷ áóäåò íàïðàâëåí íà êîëëåêòîð, ðàñïîëîæåííûé â ïðîòèâîïîëîæíîì êîíöå àíãàðà. Çàäà÷à ó÷åíûõ ñîñòîèò â èçó÷åíèè âëèÿíèÿ ðàçëè÷íûõ çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ è âîäÿíîãî ïàðà íà ñîñòîÿíèå àòìîñôåðíîãî îêíà.
 ñëó÷àå åñëè ýêñïåðèìåíò ïðîéäåò óñïåøíî, ñëåäóþùèì øàãîì ñòàíåò èñïûòàíèå ñèñòåìû â êîñìîñå. Ýòî ìîæåò ïðîèçîéòè óæå ÷åðåç ïÿòü ëåò – ó÷åíûå íå èñêëþ÷àþò âîçìîæíîñòè èñïîëüçîâàíèÿ ëàçåðà Ìåæäóíàðîäíîé êîñìè÷åñêîé ñòàíöèè äëÿ ïåðåäà÷è íà Çåìëþ ñîëíå÷íîé ýíåðãèè, àêêóìóëèðîâàííîé ñ ïîìîùüþ ñîëíå÷íûõ ïàíåëåé ñòàíöèè.  êà÷åñòâå ïåðâîãî çàäàíèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ ñèñòåìà äîëæíà áóäåò ïåðåäàòü íà íàøó ïëàíåòó âñåãî ëèøü êèëîâàòò ýíåðãèè. Ñïåöèàëèñòû êîìïàíèè «Àñòðèóì» íàäåþòñÿ, ÷òî ÷åðåç 10-15 ëåò ìîæíî áóäåò âûâåñòè íà îðáèòó íåáîëüøîé ñïóòíèê, êîòîðûé áóäåò ïðîèçâîäèòü ãîðàçäî áîëüøå ýíåðãèè, ÷åì ñòàíöèè ñ óñòàíîâëåííûìè íà íèõ ñîëíå÷íûìè ïàíåëÿìè.
Èññëåäîâàòåëè èç äðóãèõ ñòðàí – òàêèõ, êàê ÑØÀ è ßïîíèÿ – òàêæå ðàññìàòðèâàþò âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ëàçåðîâ äëÿ ïåðåäà÷è ýíåðãèè ÷åðåç àòìîñôåðó. Ñïåöèàëèñòû Íàöèîíàëüíîãî àãåíòñòâà ïî àýðîíàâòèêå è èññëåäîâàíèþ êîñìè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà ÑØÀ ñòàëè èñïîëüçîâàòü ëàçåðû, ÷òîáû ñíàáæàòü ýíåðãèåé áåñïèëîòíûå ëåòàòåëüíûå àïïàðàòû. Ïðîöåññû ïðåîáðàçîâàíèÿ è ïåðåäà÷è ýíåðãèè ïðèâîäÿò ê ñíèæåíèþ êîýôôèöèåíòà ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ, îäíàêî áëàãîäàðÿ òåõíîëîãè÷åñêèì íîâøåñòâàì ýòîò íåäîñòàòîê ìîæåò áûòü èñïðàâëåí. Äëÿ ñðàâíåíèÿ: ñàìûå ñîâðåìåííûå ñîëíå÷íûå ïàíåëè ìîãóò ïðåîáðàçîâûâàòü ñîëíå÷íûé ñâåò â ýëåêòðîýíåðãèþ ñ ýôôåêòèâíîñòüþ ÷óòü áîëåå 40 ïðîöåíòîâ – â 80-õ ãîäàõ ïðîøëîãî âåêà óæå 20 ïðîöåíòîâ ñ÷èòàëèñü äîñòèæåíèåì.
ßâëÿåòñÿ ëè ñèñòåìà êîìïàíèè «Àñòðèóì» óçêîñïåöèàëèçèðîâàííîé òåõíîëîãèåé èëè ïðåäâåñòíèêîì ðàçðàáîòêè ñòàíöèè, îïèñàííîé Àçèìîâûì, – îñòàåòñÿ äëÿ íàñ çàãàäêîé.  ñëó÷àå åñëè ýòà òåõíîëîãèÿ ïîëó÷èò øèðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå, îíà ïîâòîðèò èñòîðèþ ãåîñòàöèîíàðíûõ ñïóòíèêîâ ñâÿçè, ïåðâîå îïèñàíèå êîòîðûõ âñòðå÷àåòñÿ â êíèãàõ ïèñàòåëÿ-ôàíòàñòà Àðòóðà Êëàðêà, ñîâðåìåííèêà Àéçåêà Àçèìîâà. Òàê ïëîä âîîáðàæåíèÿ îäíîãî ÷åëîâåêà ñòàíîâèòñÿ ðåàëüíîñòüþ.
TheEconomist, ïåðåâîä ñ àíãëèéñêîãî – Íàòàëüÿ Êîíîøåíêî
Ðîññèÿ è ÑÍÃ 28.11.2023
Áåëàðóñü 28.11.2023
Íîâîñòè êîìïàíèé 27.11.2023
Íîâîñòè êîìïàíèé 01.03.2022
Íîâîñòè êîìïàíèé 02.07.2020
Òðàäèöèîííàÿ ýíåðãåòèêà 05.12.2023
Òðàäèöèîííàÿ ýíåðãåòèêà 03.11.2023
Òåõíîëîãèè 30.07.2019
×òîáû îñòàâèòü êîììåíòàðèé èëè âûñòàâèòü ðåéòèíã, íóæíî Âîéòè èëè Çàðåãèñòðèðîâàòüñÿ
×èòàéòå òàêæå