Menneskeheden har brug for krystalren energi i miljømæssig henseende, da moderne metoder til at generere energi forurener miljøet alvorligt. Eksperter ser en vej ud af dødvandet i innovative metoder. De er forbundet med brugen af rumenergi.
Oprindelige ideer
Historien begyndte i 1968. Så demonstrerede Peter Glazer ideen om massiv satellitteknologi. En solfanger var monteret på dem. Dens størrelse er 1 kvadratkilometer. Udstyret skulle være placeret i en højde af 36.000 km over ækvatorzonen. Målet er at indsamle og omdanne solenergi til et elektromagnetisk bånd, en mikrobølgestrøm. På denne måde bør nyttig energi transmitteres til enorme jordbaserede antenner.
I 1970 studerede det amerikanske energiministerium sammen med NASA Glaser-projektet. Dette er Solar Power Satellite (forkortelse SPS).
Tre år senere fik videnskabsmanden patent på den foreslåede teknik. Idéen ville, hvis den blev implementeret, give fremragende resultater. Men der varDer blev foretaget forskellige beregninger, og det viste sig, at den planlagte satellit ville generere 5000 MW energi, og Jorden ville nå tre gange mindre. Vi har også fastsat de anslåede omkostninger for dette projekt - $ 1 billion. Dette tvang regeringen til at lukke programmet.
90s
I fremtiden var satellitterne planlagt til at blive placeret i en mere beskeden højde. For at gøre dette var de nødt til at bruge lave jordbaner. Dette koncept blev udviklet i 1990 af forskere fra centret. M. V. Keldysh.
I henhold til deres plan skulle der bygges 10-30 specialstationer i 20-30'erne af det 21. århundrede. Hver af dem vil omfatte 10 energimoduler. Den samlede parameter for alle stationer vil være 1,5 - 4,5 GW. På Jorden vil indikatoren nå værdier fra 0,75 til 2,25 GW.
Og i 2100 vil antallet af stationer være øget til 800. Det energiniveau, der modtages på Jorden, vil være 960 GW. Men i dag er der ingen information selv om udviklingen af et projekt baseret på dette koncept.
NASA og Japan-aktioner
I 1994 blev der udført et særligt eksperiment. Det var vært for det amerikanske luftvåben. De placerede avancerede fotovoltaiske satellitter i lav kredsløb om jorden. Raketter blev brugt til dette formål.
Fra 1995 til 1997 gennemførte NASA en grundig undersøgelse af rumenergi. Dets koncepter og teknologiske detaljer blev analyseret.
I 1998 greb Japan ind i dette område. Hendes rumagentur lancerede et program til at bygge et elektrisk rumsystem.
I 1999 reagerede NASA ved at lancere et lignende program. I 2000 t alte en repræsentant for denne organisation, John McKins, for den amerikanske kongres med en erklæring om, at den planlagte udvikling kræver enorme udgifter og højteknologisk udstyr samt mere end et årti.
I 2001 annoncerede japanerne en plan om at intensivere forskningen og opsende en testsatellit med parametre på 10 kW og 1 MW.
I 2009 annoncerede deres rumudforskningsagentur, at de havde til hensigt at sende en speciel satellit i kredsløb. Det vil sende solenergi til Jorden ved hjælp af mikrobølger. Dens første prototype skulle lanceres i 2030.
I 2009 blev der også underskrevet en vigtig aftale mellem to organisationer - Solaren og PG&E. Ifølge den vil den første virksomhed producere energi i rummet. Og den anden vil købe den. Effekten af sådan energi vil være 200 MW. Dette er nok til at forsyne 250.000 boligbyggerier med det. Ifølge nogle rapporter begyndte projektet at blive implementeret i 2016.
I 2010 offentliggjorde Shimizu-koncernen materiale om den potentielle konstruktion af en storstilet station på månen. Solpaneler vil blive brugt i store mængder. Der vil blive bygget et bælte af dem, som vil have parametre på 11.000 og 400 km (henholdsvis længde og bredde).
I 2011 udtænkte flere store japanske virksomheder et glob alt fælles projekt. Det indebar brug af 40 satellitter med monterede solbatterier. Elektromagnetiske bølger vil blive ledere af energi til Jorden. Spejlet vil tage demmed en diameter på 3 km. Det vil være koncentreret i havets ørkenzone. Projektet skulle efter planen starte i 2012. Men af tekniske årsager skete dette ikke.
Problemer i praksis
Udviklingen af rumenergi kan redde menneskeheden fra katastrofer. Den praktiske gennemførelse af projekter har dog mange vanskeligheder.
Som planlagt har placeringen af et netværk af satellitter i rummet følgende fordele:
- Konstant eksponering for solen, det vil sige kontinuerlig handling.
- Fuldstændig uafhængighed af vejret og positionen af planetens akse.
- Ingen dilemmaer med massen af strukturer og deres korrosion.
Implementeringen af planerne kompliceres af følgende problemer:
- Enorme parametre for antennen - senderen af energi til planetens overflade. Så for eksempel, hvis den påtænkte transmission skal ske ved hjælp af mikrobølger med en frekvens på 2,25 GHz, vil diameteren af en sådan antenne være 1 km. Og diameteren af den zone, der modtager energistrømmen på Jorden, bør være mindst 10 km.
- Energitab ved flytning til Jorden er omkring 50%.
- Kolossale udgifter. For ét land er der tale om meget betydelige beløb (adskillige titusinder af milliarder af dollars).
Dette er fordele og ulemper ved rumenergi. Ledende magter er engageret i eliminering og minimering af dens mangler. For eksempel forsøger amerikanske udviklere at løse økonomiske dilemmaer ved hjælp af SpaceXs Falcon 9-raketter. Disse enheder vil betydeligt reducere omkostningerne ved at implementere det planlagte program (især opsendelse af SBSP-satellitter).
Måneprogram
Ifølge David Criswells koncept er det vigtigt at bruge Månen som base for at placere det nødvendige udstyr.
Dette er det optimale sted at løse dilemmaet. Desuden, hvor er det muligt at udvikle rumenergi, hvis ikke på Månen? Dette er et område, der ikke har en atmosfære og vejr. Strømproduktion her kan fortsætte kontinuerligt med solid effektivitet.
Derudover kan mange komponenter i batterierne bygges af månematerialer, såsom jord. Dette reducerer omkostningerne betydeligt analogt med andre stationsvariationer.
Situationen i Rusland
Landets rumenergiindustri udvikler sig på grundlag af følgende principper:
- Energiforsyning er et soci alt og politisk problem på planetarisk skala.
- Miljøsikkerhed er fordelen ved kompetent rumudforskning. Grøn energitakster bør anvendes. Her er den sociale betydning af dens bærer nødvendigvis taget i betragtning.
- Kontinuerlig støtte til innovative energiprogrammer.
- Procentdel af elektricitet produceret af atomkraftværker skal optimeres.
- Identifikation af det optimale forhold mellem energi og jord- og rumkoncentration.
- Anvendelse af rumflyvning til uddannelse og energitransmission.
Rumenergi i Rusland interagerer med programmet for Federal State Unitary Enterprise NPO. Lavochkin. Idéen er baseret på brugen af solfangere og strålingsantenner. Grundlæggende teknologier - autonome satellitter styret fra Jorden klpilotpulsassistance.
Mikrobølgespektret med korte, jævne millimeterbølger bruges til antennen. På grund af dette vil der opstå smalle stråler i det ydre rum. Dette vil kræve generatorer og forstærkere med beskedne parametre. Så bliver der brug for væsentligt mindre antenner.
initiativ af TsNIIMash
I 2013 foreslog denne organisation (som også er den videnskabelige nøgleafdeling af Roscosmos) at bygge solenergianlæg i hjemmet. Deres tilsigtede effekt var i området 1-10 GW. Energi skal overføres trådløst til Jorden. Til dette formål, i modsætning til USA og Japan, havde russiske videnskabsmænd til hensigt at bruge en laser.
Atompolitik
Placering af solbatterier i rummet indebærer visse fordele. Men her er det vigtigt nøje at overholde den nødvendige orientering. Teknik bør ikke være i skyggen. I den forbindelse er en række eksperter skeptiske over for måneprogrammet.
Og i dag anses den mest effektive metode for at være "Space nuclear power - solar space power". Det involverer at placere en kraftig atomreaktor eller generator i rummet.
Den første mulighed har en enorm masse og kræver omhyggelig overvågning og vedligeholdelse. Teoretisk set vil den være i stand til at arbejde selvstændigt i rummet i højst et år. Dette er for kort tid til rumprogrammer.
Den anden har en solid effektivitet. Men i pladsforhold er det svært at varieredens magt. I dag er amerikanske videnskabsmænd fra NASA ved at udvikle en forbedret model af en sådan generator. Indenlandske specialister arbejder også aktivt i denne retning.
Generelle motiver for udviklingen af rumenergi
De kan være interne og eksterne. Den første kategori omfatter:
- En kraftig stigning i verdens befolkning. Ifølge nogle prognoser vil antallet af indbyggere på Jorden ved udgangen af det 21. århundrede være mere end 15 milliarder mennesker.
- Energiforbruget fortsætter med at stige.
- Brugen af klassiske metoder til energiproduktion bliver irrelevant. De er baseret på olie og gas.
- Negativ indvirkning på klima og atmosfære.
Den anden kategori omfatter:
- Periodiske fald på planeten af store dele af meteoritter og kometer. Ifølge statistikker sker dette en gang om århundredet.
- Ændringer i magnetiske poler. Selvom frekvensen her er én gang hvert 2000. år, er der en trussel om, at nord- og sydpolen skifter plads. Så i nogen tid vil planeten miste sit magnetfelt. Dette er fyldt med alvorlige strålingsskader, men veletableret rumenergi kan blive et forsvar mod sådanne katastrofer.
