Menneskeheten trenger krystallren energi i miljømessige termer, siden moderne metoder for å generere energi forurenser miljøet alvorlig. Eksperter ser en vei ut av blindgate i innovative metoder. De er assosiert med bruk av romenergi.
Innledende ideer
Historien begynte i 1968. Så demonstrerte Peter Glazer ideen om massiv satellittteknologi. En solfanger ble montert på dem. Størrelsen er 1 kvadratkilometer. Utstyret skulle vært plassert i en høyde av 36 000 km over ekvatorsonen. Målet er å samle inn og transformere solenergi til et elektromagnetisk bånd, en mikrobølgestrøm. På denne måten bør nyttig energi overføres til enorme bakkeantenner.
I 1970 studerte det amerikanske energidepartementet, sammen med NASA, Glaser-prosjektet. Dette er Solar Power Satellite (forkortelse SPS).
Tre år senere fikk forskeren patent på den foreslåtte teknikken. Ideen, hvis den ble implementert, ville gi enestående resultater. Men det var detforskjellige beregninger ble utført, og det viste seg at den planlagte satellitten ville generere 5000 MW energi, og Jorden ville nå tre ganger mindre. Vi bestemte også de estimerte kostnadene for dette prosjektet - $ 1 billion. Dette tvang regjeringen til å stenge programmet.
90s
I fremtiden var satellittene planlagt plassert i en mer beskjeden høyde. For å gjøre dette måtte de bruke lave jordbaner. Dette konseptet ble utviklet i 1990 av forskere fra senteret. M. V. Keldysh.
I henhold til planen deres skal det bygges 10-30 spesialstasjoner på 20-30-tallet av det 21. århundre. Hver av dem vil inneholde 10 energimoduler. Den totale parameteren for alle stasjoner vil være 1,5 - 4,5 GW. På jorden vil indikatoren nå verdier fra 0,75 til 2,25 GW.
Og innen 2100 vil antallet stasjoner økes til 800. Energinivået som mottas på jorden vil være 960 GW. Men i dag er det ingen informasjon engang om utviklingen av et prosjekt basert på dette konseptet.
NASA og Japan-aksjoner
I 1994 ble det utført et spesielt eksperiment. Det ble arrangert av US Air Force. De plasserte avanserte fotovoltaiske satellitter i lav jordbane. Raketter ble brukt til dette formålet.
Fra 1995 til 1997 gjennomførte NASA en grundig studie av romenergi. Dens konsepter og teknologiske spesifikasjoner ble analysert.
I 1998 grep Japan inn i dette området. Rombyrået hennes lanserte et program for å bygge et elektrisk romsystem.
I 1999 svarte NASA med å lansere et lignende program. I 2000 t alte en representant for denne organisasjonen, John McKins, for den amerikanske kongressen med en uttalelse om at den planlagte utbyggingen krever enorme utgifter og høyteknologisk utstyr, samt mer enn ett tiår.
I 2001 kunngjorde japanerne en plan for å intensivere forskningen og skyte opp en testsatellitt med parametere på 10 kW og 1 MW.
I 2009 kunngjorde romutforskningsbyrået deres intensjon om å sende en spesiell satellitt i bane. Det vil sende solenergi til jorden ved hjelp av mikrobølger. Den første prototypen skal lanseres i 2030.
Også i 2009 ble det signert en viktig avtale mellom to organisasjoner - Solaren og PG&E. Ifølge den skal det første selskapet produsere energi i verdensrommet. Og den andre vil kjøpe den. Effekten til slik energi vil være 200 MW. Dette er nok til å forsyne 250.000 boligbygg med det. I følge noen rapporter begynte prosjektet å bli implementert i 2016.
I 2010 publiserte Shimizu-konsernet materiale om den potensielle byggingen av en storskala stasjon på månen. Solcellepaneler vil bli brukt i store mengder. Det skal bygges et belte av dem, som vil ha parametere på 11 000 og 400 km (henholdsvis lengde og bredde).
I 2011 skapte flere store japanske selskaper et glob alt fellesprosjekt. Det innebar bruk av 40 satellitter med påmonterte solcellebatterier. Elektromagnetiske bølger vil bli ledere av energi til jorden. Speilet vil ta demmed en diameter på 3 km. Det vil være konsentrert i havets ørkensone. Prosjektet skulle etter planen starte i 2012. Men av tekniske årsaker skjedde ikke dette.
Problemer i praksis
Utviklingen av romenergi kan redde menneskeheten fra katastrofer. Den praktiske gjennomføringen av prosjekter har imidlertid mange vanskeligheter.
Som planlagt har plasseringen av et nettverk av satellitter i verdensrommet følgende fordeler:
- Konstant eksponering for solen, det vil si kontinuerlig handling.
- Fullstendig uavhengighet fra været og plasseringen av planetens akse.
- Ingen dilemmaer med massen av strukturer og deres korrosjon.
Gjennomføringen av planene er komplisert av følgende problemer:
- Enorme parametere for antennen - senderen av energi til planetens overflate. Så for eksempel, for at den tiltenkte overføringen skal skje ved bruk av mikrobølger med en frekvens på 2,25 GHz, vil diameteren til en slik antenne være 1 km. Og diameteren til sonen som mottar energistrømmen på jorden bør være minst 10 km.
- Energitapet ved flytting til jorden er omtrent 50%.
- Kolossale utgifter. For ett land er dette svært betydelige beløp (flere titalls milliarder dollar).
Dette er fordelene og ulempene med romenergi. Ledende makter er engasjert i eliminering og minimering av dens mangler. For eksempel prøver amerikanske utviklere å løse økonomiske dilemmaer ved hjelp av SpaceXs Falcon 9-raketter. Disse enhetene vil betydelig redusere kostnadene ved å implementere det planlagte programmet (spesielt oppskyting av SBSP-satellitter).
Måneprogram
I henhold til konseptet til David Criswell er det viktig å bruke Månen som base for å plassere nødvendig utstyr.
Dette er det optimale stedet å løse dilemmaet. Dessuten, hvor er det mulig å utvikle romenergi, hvis ikke på Månen? Dette er et territorium som ikke har atmosfære og vær. Strømproduksjon her kan fortsette kontinuerlig med solid effektivitet.
I tillegg kan mange komponenter i batteriene bygges av månematerialer, for eksempel jord. Dette reduserer kostnadene betydelig analogt med andre stasjonsvarianter.
Situasjonen i Russland
Landets romenergiindustri utvikler seg på grunnlag av følgende prinsipper:
- Energiforsyning er et sosi alt og politisk problem på planetarisk skala.
- Miljøsikkerhet er fortjenesten ved kompetent romutforskning. Grønn energitariffer bør brukes. Her er den sosiale betydningen av bæreren nødvendigvis tatt i betraktning.
- Kontinuerlig støtte for innovative energiprogrammer.
- Prosentandel av elektrisitet generert av kjernekraftverk må optimaliseres.
- Identifisering av det optimale forholdet mellom energi og bakke- og romkonsentrasjon.
- Anvendelse av romfart for utdanning og energioverføring.
Romenergi i Russland samhandler med programmet til Federal State Unitary Enterprise NPO. Lavochkin. Ideen er basert på bruk av solfangere og strålingsantenner. Grunnleggende teknologier - autonome satellitter kontrollert fra jorden klpilotpulsassistanse.
Mikrobølgespekteret med korte, jevne millimeterbølger, brukes til antennen. På grunn av dette vil det dukke opp smale stråler i verdensrommet. Dette vil kreve generatorer og forsterkere med beskjedne parametere. Da vil det være behov for betydelig mindre antenner.
initiativet til TsNIIMash
I 2013 foreslo denne organisasjonen (som også er den viktigste vitenskapelige avdelingen av Roscosmos) å bygge innenlandske romsolkraftverk. Deres tiltenkte effekt var i området 1-10 GW. Energi må overføres trådløst til jorden. Til dette formålet, i motsetning til USA og Japan, hadde russiske forskere til hensikt å bruke en laser.
Atompolitikk
Plassering av solcellebatterier i verdensrommet innebærer visse fordeler. Men her er det viktig å strengt observere den nødvendige orienteringen. Teknikk bør ikke være i skyggen. I denne forbindelse er en rekke eksperter skeptiske til måneprogrammet.
Og i dag anses den mest effektive metoden for å være "Space nuclear power - solar space power". Det innebærer å plassere en kraftig atomreaktor eller generator i verdensrommet.
Det første alternativet har en enorm masse og krever nøye overvåking og vedlikehold. Teoretisk sett vil den kunne jobbe autonomt i rommet i ikke mer enn ett år. Dette er for kort tid for romprogrammer.
Den andre har en solid effektivitet. Men i romforhold er det vanskelig å varieredens kraft. I dag utvikler amerikanske forskere fra NASA en forbedret modell av en slik generator. Innenlandske spesialister jobber også aktivt i denne retningen.
Generelle motiver for utvikling av romenergi
De kan være interne og eksterne. Den første kategorien inkluderer:
- En kraftig økning i verdens befolkning. I følge noen prognoser vil antallet innbyggere på jorden ved slutten av det 21. århundre være mer enn 15 milliarder mennesker.
- Energiforbruket fortsetter å øke.
- Bruk av klassiske metoder for energiproduksjon blir irrelevant. De er basert på olje og gass.
- Negativ innvirkning på klima og atmosfære.
Den andre kategorien inkluderer:
- Periodiske fall på planeten av store deler av meteoritter og kometer. I følge statistikk skjer dette en gang i århundret.
- Endringer i magnetiske poler. Selv om frekvensen her er en gang hvert 2000. år, er det en trussel om at nord- og sørpolen bytter plass. Da vil planeten miste magnetfeltet i noen tid. Dette er full av alvorlige stråleskader, men veletablert romenergi kan bli et forsvar mot slike katastrofer.
