Človeštvo potrebuje kristalno čisto energijo v okoljskem smislu, saj sodobne metode pridobivanja energije resno onesnažujejo okolje. Strokovnjaki vidijo izhod iz slepe ulice v inovativnih metodah. Povezani so z uporabo vesoljske energije.
Začetne ideje
Zgodba se je začela leta 1968. Nato je Peter Glazer pokazal idejo o množični satelitski tehnologiji. Nanje so montirali sončni kolektor. Njegova velikost je 1 kvadratna milja. Oprema naj bi bila nameščena na nadmorski višini 36.000 km nad območjem ekvatorja. Cilj je zbiranje in preoblikovanje sončne energije v elektromagnetni pas, mikrovalovni tok. Na ta način naj bi koristno energijo prenesli na ogromne zemeljske antene.
Leta 1970 je ameriško ministrstvo za energijo skupaj z NASA preučilo projekt Glaser. To je satelit za sončno energijo (okrajšava SPS).
Tri leta pozneje je znanstvenik prejel patent za predlagano tehniko. Zamisel, če bi jo uresničili, bi prinesla izjemne rezultate. Vendar so biliIzvedeni so bili različni izračuni in izkazalo se je, da bi načrtovani satelit proizvedel 5000 MW energije, Zemlja pa bi dosegla trikrat manj. Določili smo tudi ocenjene stroške za ta projekt - 1 bilijon dolarjev. To je prisililo vlado, da je program zaprla.
90s
V prihodnosti je bilo predvideno, da se sateliti nahajajo na skromnejši višini. Za to so morali uporabiti nizke zemeljske orbite. Ta koncept so leta 1990 razvili raziskovalci iz Centra. M. V. Keldysh.
Po njihovem načrtu naj bi v 20-30-ih letih 21. stoletja zgradili 10-30 posebnih postaj. Vsak od njih bo vključeval 10 energetskih modulov. Skupni parameter vseh postaj bo 1,5 - 4,5 GW. Na Zemlji bo indikator dosegel vrednosti od 0,75 do 2,25 GW.
In do leta 2100 se bo število postaj povečalo na 800. Raven prejete energije na Zemlji bo 960 GW. Toda danes ni informacij niti o razvoju projekta, ki temelji na tem konceptu.
ukrepi NASA in Japonske
Leta 1994 je bil izveden poseben poskus. Gostilo ga je ameriško letalstvo. V nizko zemeljsko orbito so postavili napredne fotovoltaične satelite. V ta namen so bile uporabljene rakete.
Od leta 1995 do 1997 je NASA izvedla temeljito študijo vesoljske energije. Analizirani so bili njeni koncepti in tehnološke posebnosti.
Leta 1998 je Japonska posredovala na tem področju. Njena vesoljska agencija je sprožila program za izgradnjo vesoljskega električnega sistema.
Leta 1999 se je NASA odzvala z uvedbo podobnega programa. Leta 2000 je predstavnik te organizacije John McKins nastopil pred ameriškim kongresom z izjavo, da načrtovani razvoj zahteva velike stroške in visokotehnološko opremo ter več kot eno desetletje.
Leta 2001 so Japonci objavili načrt za intenziviranje raziskav in izstrelitev testnega satelita s parametri 10 kW in 1 MW.
Leta 2009 je njihova agencija za raziskovanje vesolja objavila, da nameravajo poslati poseben satelit v orbito. Sončno energijo bo pošiljal na Zemljo z uporabo mikrovalovne pečice. Njegov začetni prototip naj bi bil predstavljen leta 2030.
Tudi leta 2009 je bil podpisan pomemben sporazum med dvema organizacijama - Solaren in PG&E. Po njem bo prvo podjetje proizvajalo energijo v vesolju. In drugi ga bo kupil. Moč takšne energije bo 200 MW. To je dovolj, da z njim zagotovimo 250.000 stanovanjskih objektov. Po nekaterih poročilih se je projekt začel izvajati leta 2016.
Leta 2010 je koncern Shimizu objavil gradivo o potencialni gradnji obsežne postaje na Luni. Sončne celice bodo uporabljene v velikih količinah. Iz njih bo zgrajen pas, ki bo imel parametre 11.000 in 400 km (dolžina in širina).
Leta 2011 je več velikih japonskih podjetij zasnovalo globalni skupni projekt. Vključevalo je uporabo 40 satelitov z nameščenimi sončnimi baterijami. Elektromagnetni valovi bodo postali prevodniki energije na Zemljo. Ogledalo jih bo vzelos premerom 3 km. Skoncentriran bo v puščavskem območju oceana. Projekt je bil načrtovan za začetek leta 2012. Toda iz tehničnih razlogov se to ni zgodilo.
Težave v praksi
Razvoj vesoljske energije lahko reši človeštvo pred kataklizmami. Vendar ima praktična izvedba projektov veliko težav.
Po načrtih ima lokacija mreže satelitov v vesolju naslednje prednosti:
- Stalna izpostavljenost soncu, torej neprekinjeno delovanje.
- Popolna neodvisnost od vremena in položaja planetne osi.
- Brez dilem z maso konstrukcij in njihovo korozijo.
Izvajanje načrtov je zapleteno zaradi naslednjih težav:
- Ogromni parametri antene - oddajnika energije na površino planeta. Tako bi na primer za predvideni prenos potekal z uporabo mikrovalov s frekvenco 2,25 GHz, bi bil premer takšne antene 1 km. In premer cone, ki sprejema energetski tok na Zemlji, mora biti vsaj 10 km.
- Izguba energije pri premikanju na Zemljo je približno 50%.
- Ogromni stroški. Za eno državo so to zelo pomembni zneski (nekaj deset milijard dolarjev).
To so prednosti in slabosti vesoljske energije. Vodilne sile se ukvarjajo z odpravo in zmanjševanjem njegovih pomanjkljivosti. Ameriški razvijalci poskušajo finančne dileme rešiti na primer s pomočjo raket SpaceXs Falcon 9. Te naprave bodo znatno znižale stroške izvajanja načrtovanega programa (zlasti izstrelitev satelitov SBSP).
Lunin program
Po konceptu Davida Criswella je bistvenega pomena uporabiti Luno kot osnovo za namestitev potrebne opreme.
To je optimalno mesto za rešitev dileme. Poleg tega, kje je mogoče razviti vesoljsko energijo, če ne na Luni? To je ozemlje, ki nima atmosfere in vremena. Proizvodnja energije tukaj se lahko nadaljuje neprekinjeno s solidno učinkovitostjo.
Poleg tega je mogoče številne komponente baterij izdelati iz lunarnih materialov, kot je zemlja. To znatno zmanjša stroške po analogiji z drugimi različicami postaj.
Razmere v Rusiji
Državna vesoljska energetska industrija se razvija na podlagi naslednjih načel:
- Oskrba z energijo je družbeni in politični problem na planetarnem merilu.
- Okoljska varnost je zasluga kompetentnega raziskovanja vesolja. Uporabiti je treba tarife za zeleno energijo. Pri tem je nujno upoštevan družbeni pomen njegovega nosilca.
- Nenehna podpora za inovativne energetske programe.
- Odstotek električne energije, proizvedene v jedrskih elektrarnah, je treba optimizirati.
- Identifikacija optimalnega razmerja energije s koncentracijo v tleh in v prostoru.
- Uporaba vesoljskega letalstva za izobraževanje in prenos energije.
Vesoljska energija v Rusiji sodeluje s programom NPO Zveznega državnega enotnega podjetja. Lavočkin. Ideja temelji na uporabi sončnih kolektorjev in sevalnih anten. Osnovne tehnologije - avtonomni sateliti, nadzorovani z Zemlje napomoč pri pilotnem pulzu.
Za anteno se uporablja mikrovalovni spekter s kratkimi, celo milimetrskimi valovi. Zaradi tega se bodo v vesolju pojavili ozki žarki. To bo zahtevalo generatorje in ojačevalnike skromnih parametrov. Potem bodo potrebne bistveno manjše antene.
Pobuda TsNIIMash
Leta 2013 je ta organizacija (ki je tudi ključni znanstveni oddelek Roscosmosa) predlagala izgradnjo domačih vesoljskih sončnih elektrarn. Njihova predvidena moč je bila v območju 1-10 GW. Energijo je treba na Zemljo prenašati brezžično. V ta namen so ruski znanstveniki za razliko od ZDA in Japonske nameravali uporabiti laser.
Jedrska politika
Lokacija solarnih baterij v vesolju pomeni določene prednosti. Toda tukaj je pomembno strogo upoštevati potrebno usmeritev. Tehnika ne sme biti v senci. V zvezi s tem so številni strokovnjaki skeptični glede luninega programa.
In danes najučinkovitejša metoda velja za "Vesoljska jedrska energija - sončna vesoljska energija". Vključuje namestitev močnega jedrskega reaktorja ali generatorja v vesolje.
Prva možnost ima ogromno maso in zahteva skrbno spremljanje in vzdrževanje. Teoretično bo v vesolju lahko avtonomno deloval največ eno leto. To je prekratek čas za vesoljske programe.
Drugi ima solidno učinkovitost. Toda v vesoljskih razmerah je težko spreminjatisvojo moč. Danes ameriški znanstveniki iz NASA razvijajo izboljšan model takšnega generatorja. V tej smeri aktivno delujejo tudi domači strokovnjaki.
Splošni motivi za razvoj vesoljske energije
Lahko so notranji in zunanji. Prva kategorija vključuje:
- Stročno povečanje svetovnega prebivalstva. Po nekaterih napovedih bo število prebivalcev Zemlje do konca 21. stoletja več kot 15 milijard ljudi.
- Poraba energije še naprej narašča.
- Uporaba klasičnih metod pridobivanja energije postaja nepomembna. Temeljijo na nafti in plinu.
- Negativen vpliv na podnebje in ozračje.
Druga kategorija vključuje:
- Periodični padci na planet velikih delov meteoritov in kometov. Po statističnih podatkih se to zgodi enkrat na stoletje.
- Spremembe magnetnih polov. Čeprav je frekvenca tukaj enkrat na 2000 let, obstaja nevarnost, da bosta severni in južni pol zamenjali kraj. Potem bo planet za nekaj časa izgubil svoje magnetno polje. To je preobremenjeno z resno škodo zaradi sevanja, vendar bi lahko dobro uveljavljena vesoljska energija postala obramba pred takšnimi katastrofami.
