Ľudstvo potrebuje krištáľovo čistú energiu z hľadiska životného prostredia, pretože moderné metódy výroby energie vážne znečisťujú životné prostredie. Odborníci vidia cestu zo slepej uličky v inovatívnych metódach. Sú spojené s využívaním vesmírnej energie.
Prvotné nápady
Príbeh sa začal v roku 1968. Potom Peter Glazer predviedol myšlienku masívnej satelitnej technológie. Bol k nim namontovaný slnečný kolektor. Jeho veľkosť je 1 míľa štvorcová. Zariadenie sa malo nachádzať vo výške 36 000 km nad rovníkovým pásmom. Cieľom je zhromažďovať a transformovať slnečnú energiu do elektromagnetického pásma, mikrovlnného prúdu. Týmto spôsobom by sa užitočná energia mala prenášať na obrovské pozemné antény.
V roku 1970 americké ministerstvo energetiky spolu s NASA študovalo projekt Glaser. Toto je satelit solárnej energie (skratka SPS).
O tri roky neskôr bol vedcovi udelený patent na navrhovanú techniku. Ak by sa táto myšlienka realizovala, priniesla by vynikajúce výsledky. Ale bolivykonali sa rôzne výpočty a ukázalo sa, že plánovaný satelit vygeneruje 5000 MW energie a Zem dosiahne trikrát menej. Stanovili sme aj odhadované náklady na tento projekt – 1 bilión dolárov. To prinútilo vládu ukončiť program.
90. roky
V budúcnosti sa plánovalo umiestnenie satelitov v menšej výške. Na to museli použiť nízke obežné dráhy Zeme. Tento koncept bol vyvinutý v roku 1990 výskumníkmi z centra. M. V. Keldysh.
Podľa ich plánu by sa v 20.-30. rokoch 21. storočia malo postaviť 10-30 špeciálnych staníc. Každý z nich bude obsahovať 10 energetických modulov. Celkový parameter všetkých staníc bude 1,5 - 4,5 GW. Na Zemi bude indikátor dosahovať hodnoty od 0,75 do 2,25 GW.
A do roku 2100 sa počet staníc zvýši na 800. Úroveň energie prijatej na Zemi bude 960 GW. Dnes však neexistujú žiadne informácie ani o vývoji projektu založeného na tomto koncepte.
akcie NASA a Japonska
V roku 1994 sa uskutočnil špeciálny experiment. Hostilo ho americké letectvo. Na nízku obežnú dráhu Zeme umiestnili pokročilé fotovoltaické satelity. Na tento účel boli použité rakety.
V rokoch 1995 až 1997 vykonala NASA dôkladnú štúdiu vesmírnej energie. Boli analyzované jeho koncepty a technologické špecifiká.
V roku 1998 do tejto oblasti zasiahlo Japonsko. Jej vesmírna agentúra spustila program na vybudovanie vesmírneho elektrického systému.
V roku 1999 NASA zareagovala spustením podobného programu. V roku 2000 vystúpil predstaviteľ tejto organizácie John McKins pred Kongresom USA s vyhlásením, že plánovaný vývoj si vyžaduje obrovské výdavky a špičkové vybavenie, ako aj viac ako jedno desaťročie.
V roku 2001 Japonci oznámili plán zintenzívniť výskum a vypustiť testovací satelit s parametrami 10 kW a 1 MW.
V roku 2009 ich agentúra na prieskum vesmíru oznámila svoj zámer vyslať na obežnú dráhu špeciálny satelit. Slnečnú energiu pošle na Zem pomocou mikrovĺn. Jeho prvý prototyp by mal byť uvedený na trh v roku 2030.
V roku 2009 bola podpísaná dôležitá dohoda medzi dvoma organizáciami - Solaren a PG&E. Podľa nej bude prvá spoločnosť vyrábať energiu vo vesmíre. A ten druhý to kúpi. Výkon takejto energie bude 200 MW. To stačí na zabezpečenie 250 000 obytných budov. Podľa niektorých správ sa projekt začal realizovať v roku 2016.
V roku 2010 zverejnil koncern Shimizu materiál o potenciálnej výstavbe rozsiahlej stanice na Mesiaci. Solárne panely sa budú využívať vo veľkom množstve. Z nich sa postaví pás, ktorý bude mať parametre 11 000, respektíve 400 km (dĺžka a šírka).
V roku 2011 niekoľko veľkých japonských spoločností vytvorilo spoločný globálny projekt. Išlo o použitie 40 satelitov s namontovanými solárnymi batériami. Elektromagnetické vlny sa stanú vodičmi energie do Zeme. Zrkadlo ich vezmes priemerom 3 km. Sústredí sa v púštnej zóne oceánu. Spustenie projektu bolo naplánované na rok 2012. Ale z technických príčin sa tak nestalo.
Problémy v praxi
Vývoj vesmírnej energie môže zachrániť ľudstvo pred kataklizmami. Praktická implementácia projektov má však veľa ťažkostí.
Umiestnenie siete satelitov vo vesmíre má podľa plánu tieto výhody:
- Stále vystavenie slnku, čiže nepretržitá akcia.
- Úplná nezávislosť od počasia a polohy osi planéty.
- Žiadne dilemy s množstvom konštrukcií a ich koróziou.
Implementáciu plánov komplikujú nasledujúce problémy:
- Obrovské parametre antény - vysielača energie na povrch planéty. Napríklad, aby sa zamýšľaný prenos uskutočnil pomocou mikrovĺn s frekvenciou 2,25 GHz, priemer takejto antény by bol 1 km. A priemer zóny prijímajúcej tok energie na Zemi by mal byť aspoň 10 km.
- Strata energie pri presune na Zem je približne 50 %.
- Kolosálne výdavky. Pre jednu krajinu sú to veľmi významné sumy (niekoľko desiatok miliárd dolárov).
Toto sú výhody a nevýhody vesmírnej energie. Vedúce sily sa zaoberajú odstránením a minimalizáciou jeho nedostatkov. Americkí vývojári sa napríklad snažia riešiť finančné dilemy pomocou rakiet SpaceXs Falcon 9. Tieto zariadenia výrazne znížia náklady na realizáciu plánovaného programu (najmä vypustenie satelitov SBSP).
Lunárny program
Podľa koncepcie Davida Criswella je nevyhnutné použiť Mesiac ako základňu pre umiestnenie potrebného vybavenia.
Toto je optimálne miesto na vyriešenie dilemy. Okrem toho, kde je možné vyvinúť vesmírnu energiu, ak nie na Mesiaci? Toto je územie, ktoré nemá atmosféru a počasie. Výroba energie tu môže pokračovať nepretržite so solídnou účinnosťou.
Okrem toho mnohé súčasti batérií môžu byť vyrobené z mesačných materiálov, ako je napríklad pôda. To výrazne znižuje náklady analogicky s inými variáciami staníc.
Situácia v Rusku
Vesmírny energetický priemysel krajiny sa rozvíja na základe nasledujúcich princípov:
- Zásobovanie energiou je spoločenský a politický problém na planetárnej úrovni.
- Environmentálna bezpečnosť je zásluhou kompetentného prieskumu vesmíru. Mali by sa uplatňovať tarify za zelenú energiu. Tu sa nevyhnutne berie do úvahy spoločenský význam jej nositeľa.
- Nepretržitá podpora inovatívnych energetických programov.
- Percentuálny podiel elektriny vyrobenej v jadrových elektrárňach je potrebné optimalizovať.
- Identifikácia optimálneho pomeru energie s koncentráciou zeme a vesmíru.
- Aplikácia vesmírneho letectva na vzdelávanie a prenos energie.
Vesmírna energia v Rusku spolupracuje s programom Federal State Unitary Enterprise NPO. Lavočkin. Myšlienka je založená na použití slnečných kolektorov a radiačných antén. Základné technológie - autonómne družice riadené zo Zeme napomoc pilota.
Pre anténu sa používa mikrovlnné spektrum s krátkymi, dokonca aj milimetrovými vlnami. Vďaka tomu sa vo vesmíre objavia úzke lúče. To si bude vyžadovať generátory a zosilňovače skromných parametrov. Potom budú potrebné podstatne menšie antény.
Iniciatíva TsNIIMash
V roku 2013 táto organizácia (ktorá je zároveň kľúčovou vedeckou divíziou Roskosmosu) navrhla postaviť domáce vesmírne solárne elektrárne. Ich zamýšľaný výkon bol v rozmedzí 1-10 GW. Energia musí byť prenášaná na Zem bezdrôtovo. Na tento účel, na rozdiel od USA a Japonska, ruskí vedci zamýšľali použiť laser.
Jadrová politika
Umiestnenie solárnych batérií vo vesmíre znamená určité výhody. Tu je však dôležité prísne dodržiavať potrebnú orientáciu. Technika by nemala byť v tieni. V tomto ohľade je množstvo odborníkov voči lunárnemu programu skeptických.
A dnes sa za najúčinnejšiu metódu považuje „Vesmírna jadrová energia – solárna vesmírna energia“. Zahŕňa umiestnenie výkonného jadrového reaktora alebo generátora do vesmíru.
Prvá možnosť má obrovské množstvo a vyžaduje starostlivé monitorovanie a údržbu. Teoreticky bude môcť autonómne pracovať vo vesmíre najviac rok. Toto je príliš krátky čas na vesmírne programy.
Druhý má solídnu účinnosť. Ale vo vesmírnych podmienkach je ťažké meniťjeho moc. Americkí vedci z NASA dnes vyvíjajú vylepšený model takéhoto generátora. V tomto smere aktívne pracujú aj domáci špecialisti.
Všeobecné motívy rozvoja vesmírnej energie
Môžu byť interné a externé. Prvá kategória zahŕňa:
- Výrazný nárast svetovej populácie. Podľa niektorých prognóz bude počet obyvateľov Zeme do konca 21. storočia viac ako 15 miliárd ľudí.
- Spotreba energie stále rastie.
- Používanie klasických metód výroby energie sa stáva irelevantným. Sú založené na rope a plyne.
- Negatívny vplyv na klímu a atmosféru.
Do druhej kategórie patrí:
- Periodické pády veľkých častí meteoritov a komét na planétu. Podľa štatistík sa to stane raz za storočie.
- Zmeny magnetických pólov. Hoci frekvencia je tu raz za 2000 rokov, hrozí, že si severný a južný pól vymenia miesta. Potom planéta na nejaký čas stratí svoje magnetické pole. Je to plné vážneho poškodenia radiáciou, ale dobre zavedená vesmírna energia by sa mohla stať obranou proti takýmto katastrofám.
