Svemirska energija: povijest razvoja, prednosti i nedostaci

Čovječanstvu je potrebna kristalna čista energija u ekološkom smislu, jer moderne metode dobivanja energije Ozbiljno zagađuju okoliš. Stručnjaci vide rješenje slijepe ulice u inovativnim metodama. Povezani su s primjenom svemirske energije.

Početne ideje

Priča je započela 1968. godine. Tada je Peter Glaser pokazao dizajn masivne satelitske tehnologije. Na njih je montiran solarni kolektor. Njegova veličina je 1 kvadratna milja. Oprema se trebala nalaziti na nadmorskoj visini od 36 000 km iznad zone ekvatora. Cilj je prikupiti i transformirati solarnu energiju u elektromagnetski pojas mikrovalni tok. Ovom metodom korisnu energiju treba prenijeti na ogromne zemaljske antene.

1970. američko Ministarstvo energetike zajedno s NASA-om proučilo je Glazerov projekt. To je satelitski satelit (kratica za internet).

Tri godine kasnije, znanstvenik je dobio patent za predloženu tehniku. Dizajn u njegovoj provedbi donio bi izvanredne rezultate. No, provedeni su različiti proračuni i pokazalo se da bi planirani satelit generirao 5000 MVT energije, a zemlja bi dosegla tri puta manje. Utvrđeni i procijenjeni troškovi ovog projekta – 1 bilijun dolara. To je prisililo vladu da zatvori program.

90-ih

U budućnosti je planirano mjesto satelita na skromnijoj nadmorskoj visini. Za to su morale biti uključene niske Zemljine orbite. Ovaj koncept 1990. razvili su istraživači iz centra im. M. U. Keldisha.

Prema njihovom planu, u 20-ima i 30-ima 21. stoljeća trebalo bi izgraditi 10-30 posebnih postaja. Svaki će sadržavati 10 energetskih modula. Ukupni parametar svih stanica bit će 1,5-4,5 GVT. Na Zemlji će pokazatelj doseći vrijednosti od 0,75 do 2,25 GVT.

A do 2100. godine broj stanica povećat će se na 800. Razina primljene energije na Zemlji bit će 960 gigavata. Ali danas nema podataka ni o razvoju projekta na temelju navedenog koncepta.

Akcije NASA-e i Japana

1994. proveden je poseban eksperiment. Dogovorilo ga je američko ratno zrakoplovstvo. Smjestili su proširene fotonaponske satelite u nisku Zemljinu orbitu. U tu svrhu korištene su rakete.

NASA je provela temeljitu studiju svemirske energije između 1995. i 1997. Analizirani su njezini koncepti i tehnološke specifičnosti.

Japan je 1998. intervenirao u ovo područje. Njezina svemirska agencija pokrenula je program za formiranje svemirskog električnog sustava.

1999. NASA je odgovorila pokretanjem sličnog programa. 2000. glasnogovornik te organizacije, John Mckins, izdao je izjavu američkom Kongresu da planirani razvoj zahtijeva ogromne troškove i visokotehnološku opremu, kao i više od jednog desetljeća.

U 2001 Japanci su najavili ideju za pojačano istraživanje i pokretanje testnog satelita s parametrima od 10 kilovata i 1 MVT.

2009. njihova Agencija za istraživanje svemira izvijestila je o namjeri da u orbitu pošalje poseban satelit. On će usmjeriti sunčevu energiju na Zemlju uključivanjem mikrovalova. Njegov početni prototip trebao bi biti izveden 2030. godine.

Također 2009. godine sklopljen je važan sporazum između dviju organizacija - Isa i Isa&E. Na njemu će prva tvrtka proizvoditi energiju u svemiru. A drugi će ga steći. Snaga takve energije bit će 200 MVT. To je dovoljno da joj osigura 250.000 stambenih zgrada. Prema nekim izvješćima, projekt se počeo provoditi 2016. godine.

2010. godine koncern "Shimitsu" objavio je materijal koji govori o potencijalnoj izgradnji velike stanice na Mjesecu. Solarni paneli će se koristiti u ogromnim količinama. Od njih će biti izgrađen pojas koji će imati parametre od 11.000 i 400 km (duljina i širina).

U 2011. godini nekoliko velikih japanskih tvrtki osmislilo je globalni zajednički projekt. Podrazumijevao je upotrebu 40 satelita s montiranim solarnim baterijama. Elektromagnetski valovi postat će vodiči energije do zemlje. Prihvatit će ih ogledalo promjera 3 km. Bit će koncentriran u pustinjskoj zoni oceana. Projekt je trebao biti pokrenut 2012. godine. Ali iz tehničkih razloga to se nije dogodilo.

Problemi u praksi

Razvoj svemirske energije mogao bi spasiti čovječanstvo od kataklizmi. Međutim, praktična provedba projekata ima mnogo poteškoća.

Prema ideji, položaj mreže satelita u svemiru ima sljedeće prednosti:

1. Stalno zračenje suncem, odnosno kontinuirano djelovanje.
2. Potpuna neovisnost o vremenu i položaju osi planeta.
3. Nedostatak dilema s masom konstrukcija i njihovom korozijom.

Provedba planova komplicirana je sljedećim problemima:

1. Ogromni parametri antene za prijenos energije na površinu planeta. Tako, na primjer, da bi se dogodio planirani prijenos pomoću mikrovalova s frekvencijom od 2,25 GHz, promjer takve antene bit će 1 km. A promjer zone koja prima protok energije na zemlji trebao bi biti najmanje 10 km.
2. Gubici energije pri kretanju na Zemlju-oko 50%.
3. Kolosalni troškovi. Za jednu zemlju to su vrlo značajne svote (nekoliko desetaka milijardi dolara).

To su prednosti i nedostaci svemirske energije. Vodeće sile bave se uklanjanjem i minimiziranjem njegovih nedostataka. Na primjer, američki programeri pokušavaju riješiti financijske dileme s raketama Nazionin 9. Ovi će uređaji značajno smanjiti troškove provedbe planiranog programa (posebno-pokretanje satelita u vezi s internetom) .

Lunarni program

Prema konceptu Davida Chrisuella, korištenje mjeseca kao baze za postavljanje potrebne opreme izuzetno je potrebno.

To je optimalno mjesto u rješavanju dileme. Osim toga, gdje se razvija kozmička energija, ako ne na Mjesecu? To je područje bez atmosfere i vremena. Proizvodnja energije ovdje može ići kontinuirano uz solidnu učinkovitost.

Osim toga, mnoge komponente baterija mogu se graditi od lunarnih materijala, na primjer, tla. Tako se troškovi značajno smanjuju u analogiji s drugim varijacijama stanica.

Situacija u Rusiji

Svemirska energija zemlje razvija se na temelju sljedećih načela:

1. Opskrba energijom je društveno-politički problem planetarnih razmjera.
2. Sigurnost okoliša zasluga je kompetentnog istraživanja svemira. Treba primijeniti" zelene " tarife za energiju. Ovdje se nužno uzima u obzir društveni značaj njegovog nositelja.
3. Kontinuirana podrška programima za svladavanje inovativnih način dobivanja energije.
4. Postotak električne energije proizvedene u nuklearnim elektranama treba optimizirati.
5. Identifikacija optimalnog energetskog odnosa s kopnenom i svemirskom koncentracijom.
6. Primjena svemirskog zrakoplovstva za obrazovanje i prijenos energije.

Svemirska energija u Rusiji surađuje s programom FSUE NPO. Lavochkin. Ideja se temelji na korištenju solarnih kolektora i antena s zračenjem. Osnovne tehnologije-autonomni sateliti kontrolirani sa Zemlje pomoću pilot impulsa.

Za antenu se koristi mikrovalni spektar s kratkim, čak milimetarskim valovima. Zbog toga će se u svemiru pojaviti uske zrake. To će zahtijevati generatore i pojačala skromnih parametara. Tada će biti potrebne znatno manje antene.

Inicijativa Tsniimash

U 2013. godini ova organizacija (ona je također ključna znanstvena jedinica Roscosmosa) predložila je izgradnju domaćih svemirskih solarnih elektrana. Njihova predviđena snaga bila je u rasponu od 1-10 gigavata. Na Zemlju se energija mora prenositi bežičnom metodom. U tu svrhu, za razliku od Sjedinjenih Država i Japana, ruski su znanstvenici namjeravali koristiti laser.

Nuklearna politika

Položaj solarnih ćelija u svemiru podrazumijeva određene prednosti. Ali ovdje je važno strogo promatrati potrebnu orijentaciju. Tehnika ne smije biti u sjeni. S tim u vezi, brojni stručnjaci skeptični su prema lunarnom programu.

I danas se najučinkovitija metoda smatra "svemirskom nuklearnom energijom - solarnom svemirskom energijom". Podrazumijeva postavljanje snažnog nuklearnog reaktora ili generatora u svemir.

Prva opcija ima ogromnu masu i zahtijeva pažljivo praćenje i održavanje. Teoretski, u svemiru će moći samostalno raditi ne više od godinu dana. To je prekratko vrijeme za svemirske programe.

Drugi ima solidnu učinkovitost. Ali u uvjetima svemira teško je mijenjati njegovu snagu. Danas američki znanstvenici iz NASA-e razvijaju napredni model takvog generatora. Domaći stručnjaci također aktivno rade u tom smjeru.

Zajedničke motivacije za razvoj svemirske energije

Oni mogu biti unutarnji i vanjski. Prva kategorija uključuje:

1. Nagli porast svjetske populacije. Prema nekim predviđanjima, broj stanovnika Zemlje do kraja 21. stoljeća bit će više od 15 milijardi ljudi.
2. Stalno se povećava razina potrošnje energije.
3. Korištenje klasičnih metoda stvaranja energije postaje nevažno. Temelje se na nafti i plinu.
4. Negativan utjecaj na klimu i atmosferu.

Druga kategorija uključuje:

1. Periodični padovi velikih dijelova meteorita i kometa na planet. Prema statistikama, to se događa jednom u stoljeću.
2. Promjene magnetskih polova. Iako je učestalost ovdje-jednom u 2000 godina, postoji prijetnja da će sjeverni i južni pol promijeniti mjesta. Tada će planet neko vrijeme izgubiti magnetsko polje. To je ispunjeno ozbiljnim porazom od zračenja, ali uspostavljena svemirska energija mogla bi biti obrana od takvih katastrofa.