Российские ученые получили патент на систему передачи на Землю энергии с орбитальной солнечной электростанции. Самое главное: по словам авторов из Московского радиотехнического института РАН, этот патент не долгоиграющий. Он не для того, чтобы лечь на полку в ожидании лучшего времени, его можно пускать в дело хоть сейчас.
Патент, с которого стартовала идея космических электростанций, был выдан американцу П. Глейзеру в далеком 1971 году. Идея дух захватывала, поражала своей смелостью и фантастичностью. Разместить в космосе на геостационарной орбите в 36 тысячах километров от Земли солнечные электростанции, а выработанную ими энергию с помощью СВЧ-луча передавать на Землю! Таким образом, можно раз и навсегда решить почти все энергетические проблемы человечества. Такой источник, в отличие от углеводородов, практически вечный, абсолютно чистый, никаких вредных выбросов, он сделает страны энергетически независимыми. Как говорится, Солнце светит всем. Такая станция на орбите будет получать энергии значительно больше, чем солнечная электростанция на Земле, солнечные батареи ловят свет практически все 24 часа в сутки, а его интенсивность в 10-15 раз выше, чем на Земле. А для этого солнечные поля на орбите должны иметь площади в тысячи квадратных метров. Чтобы их собрать, с Земли на орбиту надо отправить армаду ракет с тысячами тонн различных грузов. Одна доставка потянет на многие миллиарды долларов. Словом, цель красивая, но вряд ли достижимая в обозримом будущем.
Российские ученые предложили более «приземленный» вариант. Размещать солнечные электростанции на относительно низкой геосинхронной орбите с перигеем над местом приема СВЧ энергии от 250 до 500 км. Они будут решать сугубо локальные задачи, например, обеспечивать электроэнергией труднодоступные районы, куда доставка топлива влетает в копеечку. Например, высокоширотные холодные районы Земли — Арктику и Антарктиду. Сейчас это особенно актуально, так как одним из главных приоритетов нашей страны объявлена Арктика.
В процессе движения станции по орбите она накапливает электроэнергию от солнечной батареи в специальных накопителях, а при входе в рабочую зону эта энергия преобразуется в СВЧ-излучение сбрасывается по СВЧ-лучу в течение 5-10 минут на приемную антенну. На Земле принятое излучение преобразуется в электроэнергию, которая накапливается от одного сеанса передачи другому. При высоте орбиты в перигее 200-500 км общая площадь передающей и приемных антенн может быть сравнительно небольшой. А выбором орбиты можно обеспечить электроснабжение любого места на Земле. Такая система позволяет достаточно просто наращивать энергетику за счет увеличения числа небольших космических электростанций умеренной мощности.
Диаметр луча несколько десятков метров. Во время сеанса приема энергии рядом с этой зоной быть никого не должно. Конечно, это будет зона несколько удаленная от любых мест деятельности и проживания людей.
На стадии демонстрации возможностей потребляемая мощность может составлять 100-150 кВт. Но может быть увеличена до 1 МВт и даже выше. Конечно, первый образец такой станции будет дорогой, но при переходе на серийный выпуск цена упадет многократно. Заказчику выбирать, что выгодней: стабильно получать энергию из космоса или завозить крайне дорогое топливо в труднодоступные районы?
Практически все научно-технические вопросы по созданию низкоорбитальной космической станции уже решены. Начинать проект можно уже сегодня.
В портфеле науки есть еще один вариант электростанции воздушного базирования. Предлагается размещать ее на дирижаблях на высоте 10-15 км. Эти летательные аппараты можно «подвешивать» над районами, куда трудно доставлять энергию. Такие системы уже созданы и демонстрационные образцы испытаны за рубежом. И положены на полку до лучших времен. Если мы будет надеяться на свои ресурсы, пропустим этот технологический рывок ведущих стран, они уйдут вперед, а Россия потеряет еще одну позицию на рынке высоких технологий. Пока у нас есть шанс оказаться среди лидеров. Во всяком случае, в сфере космической энергетики.
