Солнечные электростанции будут строить в космосе

Международная академия астронавтики (МАА) провела первое широкое международное исследование многочисленных концепций по созданию космических электростанций. Обширные 270-страничные выводы группы ученых охватили 40-летние исследования и разработки в области космической энергетики с 1970 по 2010 год. По результатам работы удалось выбрать три наиболее оптимальных варианта.

Космическая электростанция, преобразующая свет в электричество и передающая его на Землю с помощью СВЧ-излучения, была придумана еще в 1979 году. По мнению экспертов МАА, на современном уровне технологий ее можно реализовать и эффективно использовать для получения «дармовой» энергии из солнечного света. Суть проста: солнечные панели производят электричество, а СВЧ-излучатель направляет энергию на приемник, находящийся на Земле.

Для постройки огромной станции с крупным массивом солнечных панелей и мощным СВЧ-излучателем необходимы лишь соответствующие бюджетные ассигнования. Испытания технологии передачи энергии с помощью СВЧ-лучей проводятся с конца 1980-х годов. Так, в ходе эксперимента 2008 году СВЧ-излучатель (2,45 гигагерц), питаемый от солнечных панелей, передал энергию с территории парка Халеакала в район Мауна-Лоа на расстояние 148 км.

Однако мощный микроволновый излучатель на орбите может стать грозным оружием, способным буквально выжигать целые города. Конечно, крупная космическая станция будет уязвима для ракет, однако опасность использования такой электростанции в качестве «карательного» оружия довольно велика.

Второе перспективное направление – это использование массива лазерных диодных модулей, которые заменяют СВЧ-излучатель в деле передачи энергии с массива солнечных панелей в космосе к наземной станции на поверхности Земли. Передача энергии с помощью лазера также уже испытывается - в основном для питания небольших беспилотных летательных аппаратов. Однако пока передача энергии инфракрасным лазером менее эффективна, чем микроволнами.

Третья концепция учитывает современные достижения в области программного обеспечения и управления массивом из множества спутников. В данном случае космическая электростанция представляет собой множество соединенных вместе узлов или «независимых» космических аппаратов с зеркалами, которые направляют солнечный свет на фотоэлектрические приемники микроволнового передатчика. Все аппараты работают как одно огромное зеркало, непрерывно ловящее солнечный свет. Эффективность такой конструкции может достигать 50-70%.

Преимущество этой концепции - в возможности постепенного наращивания мощности электростанции и ее пуска до введения в строй всех спутников-зеркал. Во всех трех проектах наземный приемник излучения может располагаться очень близко от потребителей электроэнергии – на расстоянии до 100 км.

Теоретически все три проекта космических электростанций могут выполнять еще одну «экзотическую» функцию – выступать в роли огромного передатчика для связи с нашими братьями по разуму.

По мнению специалистов МАА, в настоящее время фундаментальные исследования для постройки космической электростанции уже закончены и потребуется 5-10 лет для реализации такого проекта. Коммерчески выгодным солнечное электричество из космоса станет через 20-30 лет, ну а первые опытные спутники -электростанции можно построить через 1-3 года.

В целом, для разворачивания мощных коммерчески выгодных космических электростанций необходимо хотя бы частичное первоначальное финансирование проекта правительствами, разработка соответствующих платформ, снижение стоимости вывода грузов в космос, развитие методик обслуживания и ремонта на орбите.