Идея звучит как научно-фантастический сценарий.
Если быть точным, то есть.
Впервые он был описан в рассказе Айзека Азимова «Разум», опубликованном в 1941 году в американском научно-фантастическом журнале и вошедшем в 1950 году в знаменитую книгу «Я, робот» русско-американского писателя и профессора биохимика.
В его время сценарий казался сумасшедшим.
Но восемьдесят лет спустя работа космической станции, которая будет собирать энергию Солнца и передавать ее на другие планеты — в данном случае на Землю — с помощью микроволн, рассматривается как жизнеспособное, экологически и технически осуществимое решение.
Исследования ведутся уже полвека, начиная с США и НАСА.
Соответствующая технология частично существует и разрабатывается.
Итак, в разных странах начали рассматривать перспективу реализации так называемой «космической солнечной энергетики», ныне известной под аббревиатурой «СБСП» (космическая солнечная энергетика).
Основная идея заключается в создании огромного спутника длиной в несколько километров, который будет собирать солнечную энергию с помощью тысяч фотоэлектрических панелей.
Он передаст его на Землю с помощью микроволн (или лазера, согласно другой теории).
А затем этот энергетический луч будет собираться приемниками, которые будут преобразовывать его в электроэнергию и распределять по сети в домохозяйства и предприятия.
Энергетическая гонка Космоса
Официально мотивированные достижением целей климатической нейтральности примерно к середине века, а теперь движимые продолжающимся энергетическим кризисом, различные страны сейчас активно вступают в «игру» SBSP.
Эта технология упоминается, например, в официальной британской правительственной программе Net Zero Innovation, которая установила 2050 год в качестве временного горизонта нулевых выбросов.
После положительного технико-экономического обоснования, проведенного консалтинговой фирмой Frazer-Nash Consultancy, Даунинг-стрит, как сообщается, в настоящее время серьезно рассматривает предложение стоимостью 16 миллиардов долларов построить солнечную электростанцию в космосе.
Проект, известный как Space Energy Initiative, включает в себя спутник длиной около 5 километров и весом 2.000 тонн, который будут собирать и обслуживать роботы.
Первоначально с небольшими испытаниями — и если план удастся — британская станция теоретически может быть введена в эксплуатацию в 2040 году, производя 2 гигаватт (ГВт) энергии.
Достаточно для питания около 1,5 миллионов домов и эквивалента двух атомных электростанций, но это лишь часть 76 ГВт британских производственных мощностей.
Однако в США пилотные проекты уже осуществляются.
Всемирно известный Калифорнийский технологический институт разрабатывает высокоэффективные фотоэлектрические системы, а также оптимизированную систему преобразования и передачи энергии в космос.
Тем временем Лаборатория военно-морских исследований США (NRL) — исследовательский центр ВМС и морской пехоты США — к 2020 году провела испытания солнечных батарей и систем преобразования энергии в космос.
В то же время Вашингтон финансирует 180 миллионов долларов на исследования компании аэрокосмических и оборонных технологий Northrop Grumman и Исследовательской лаборатории ВВС США (AFRL) по разработке SBSP в вооруженных силах.
Тем временем в Китае несколько месяцев назад началась работа по строительству испытательного центра SBSP в Чунцине с целью разработки операционной системы к 2035 году.
Конечная цель — запустить первую солнечную космическую станцию азиатского гиганта на расстоянии около 36.000 1 км от Земли с мощностью производства 2050 ГВт энергии к XNUMX году.
Япония, чье космическое агентство лихорадочно работает над созданием собственной системы к 2025 году, также нетерпелива. То, что было поставлено в качестве национальной цели с 2008 года, и фактически законом.
Сообщается, что аналогичные проекты осуществляются в других странах, таких как Россия и Индия, а в настоящее время проявляет большой интерес Европейское космическое агентство (ЕКА), которое профинансировало 13 предложений по их дальнейшему развитию.
Источник: НАСА, Википедия.
Плюс и минус
Сторонники технологии SBSP говорят, что она может обеспечить решение многих проблем.
Используя гигантские спутники на высокой геостационарной орбите, солнечную энергию можно собирать 24 часа в сутки, независимо от погоды и солнечного света на Земле.
Следовательно, выработка электроэнергии будет непрерывной. Возможность, которая до сих пор обеспечивается только за счет загрязняющих ископаемых видов топлива и атомной энергии.
По оценкам, к середине века — примерно через тридцать лет — глобальный спрос на энергию удвоится, а использование ископаемого топлива для борьбы с изменением климата будет заблокировано.
Однако, с другой стороны, в отношении SBSP остаются открытыми различные критические вопросы.
Должна быть обеспечена безопасная беспроводная передача энергии на Землю, а также ее эффективность (при существующих технологических данных будут значительные потери собранной солнечной энергии).
Остается открытым вопрос о степени эффективности и долговечности фотоэлектрических систем при длительной эксплуатации в космосе, в связи с интенсивным солнечным излучением, а также существующим риском их разрушения космическим мусором.
Но прежде всего, по крайней мере на данном этапе, роботизированная сборка огромных спутников в космосе в таком крупном масштабе.
Это огромная проблема.
Как с экономической, так и с экологической точки зрения, поскольку для доставки компонентов в космос потребуется несколько запусков.
Источник: НАСА, Википедия.
Подсчитано, что стоимость можно было бы снизить за счет повторного использования спутниковых шин, которые еще не разработаны — хотя такие компании, как SpaceX Илона Маска, работают в этом направлении.
«Высокий рыночный спрос на космические запуски, создаваемые космической солнечной энергией, вероятно, ускорит усилия по разработке еще более доступных и полностью многоразовых космических кораблей», — говорится в технико-экономическом обосновании британского правительства.
В любом случае, подчеркивают авторы, «успешная разработка SBSP потребует масштабной программы исследований и разработок с постоянными усилиями в течение следующих двух десятилетий и обязательствами правительства, пока технология не станет достаточно зрелой для частного финансирования».
Кроме того, «может быть готовность работать с нашими физическими партнерами, в том числе с Европой, членами разведывательного альянса Five Eyes», а именно с США, Великобританией, Канадой, Австралией, Новой Зеландией и Японией по программе политического солнечного развития. «космическая энергетика», — отмечается в исследовании, что придает проблеме дополнительное геополитическое измерение;