Земные ресурсы конечно, это относится к невозобновляемым источникам энергии. Рано или поздно, но нефть просто кончится, поэтому человечество предпринимает попытки снижать зависимость. Но удастся ли? Некоторые аналитики сходятся во мнении, что без космических источников энергии человечеству придётся нелегко. Солнечная энергия, это и есть комическая энергия, однако на Земле генерация ограничена световым днём и зависит от облачности. А что, если добывать энергию в космосе с помощью солнечных ферм? Идея не нова, но пока мощных орбитальных электростанций никто не построил.
Британское правительство в лице министра науки Джорджа Фримена недавно объявило, что поддержит инициативу по строительству орбитальной солнечной электростанции, которая будет отправлять накопленную на орбите энергию на Землю в виде радиоволн. В докладе говорится, что проект, предполагающий строительство 2-гигаваттной электростанции в космосе, может быть готов к 2039 году.
Недавнее заявление британского правительства осталось фактически незамеченным. С одной стороны, это может стать неожиданностью, ведь в случае успеха проекта, поддержанного Лондоном, весь мир ждет энергетическая революция. С другой стороны, подобные заявления легко счесть просто фантазиями.
Британцы считают, что космическая солнечная энергия может стать ключевым элементом в достижении Великобританией и большей частью западного мира цели нулевых выбросов. Проект поддерживается ООН. Маймуна Мохд Шариф, исполнительный директор ООН-Хабитат, сказала, что «достижения в науке позволили нам сделать гигантский скачок вперед. Мы хотим кардинальных изменений».
Затраты на проект будут высокими — они будут сопоставимы со строящейся в настоящее время в Великобритании высокоскоростной линией HS2, стоимость которой может составить до 98 миллиардов фунтов стерлингов. Но прибыль будет ещ` больше. Достаточно большой, чтобы началась настоящая гонка за орбитальной энергией. Китай уже начал работу над новой сверхтяжелой ракетой, основной задачей которой станет запуск модулей подобных установок.
Но как солнечная электростанция будет работать в космосе? Каковы преимущества и недостатки этой технологии?
Большинство проектов космической солнечной системы связаны со строительством огромного спутника, оснащенного солнечными панелями. Эти панели генерируют электричество, которое затем по беспроводной связи передается на Землю с помощью высокочастотных радиоволн. Наземная антенна преобразует радиоволны в электричество, которое затем подается в энергосистему.
Силовая установка не будет находиться на низкой околоземной орбите. Вместо этого она будет вращаться вокруг нашей планеты на расстоянии, чтобы всегда быть в пределах досягаемости солнечных лучей. Таким образом, она может непрерывно генерировать электричество. Это даёт огромное преимущество перед наземными солнечными энергетическими системами, которые могут производить электричество только днём в хорошую погоду.
Масштабы проекта огромные. Электростанция мощностью 2 гигаватт должна иметь диаметр около 1,7 км. с использованием современных технологий (Международная космическая станция составляет чуть более 100 метров) и весить около 2000 тонн. И это мелочь по сравнению с антенной, которая будет принимать энергию: для той же электростанции потребуется приемник, занимающий прямоугольник размером 7 на 13 километров.
Космические корабли и межпланетные зонды используют фотоэлектрические элементы на протяжении десятилетий, и их разработка стала одним из факторов, из-за которых сегодня эта технология подешевела, так что её можно установить в каждом доме. Технология передачи энергии с помощью радиоволн также была испытана.
Большинство проектов орбитальных электростанций основаны на модульной конструкции, в которой десятки солнечных модулей должны быть собраны на орбите роботами. Однако в настоящее время транспортировка всех этих элементов в космос сложная, дорогостоящая и вредная для окружающей среды.
Первая проблема — это вес солнечных панелей. Сегодня стоимость каждого килограмма, доставленного в космос, очень дорогая, поэтому разработка сверхлёгких элементов является приоритетом для успеха проекта.
Ещё одной проблемой является эффективность беспроводной передачи энергии. Отправка энергии на большие расстояния, в данном случае от солнечного спутника в космосе до Земли — затруднена. Согласно современным технологиям, только небольшая часть собранной солнечной энергии достигнет Земли.
Несмотря на трудности, первые пилотные проекты уже реализуются. В рамках проекта Space Solar Power в США разрабатываются высокоэффективные солнечные элементы, а также система преобразования и передачи, оптимизированная для использования в космосе. Исследовательская лаборатория ВМС США в 2020 году испытала солнечный модуль и систему преобразования космической энергии. Тем временем Китай уже строит приемную станцию в Бишане и намерен построить свой первый прототип электростанции к 2035 году.
Кто первым освоит эту технологию, получит колоссальное преимущество. По некоторым оценкам, в 2100 году целых 80 процентов. всей электроэнергии, производимой человечеством, может поступать поступать с таких орбитальных платформ.
«Точно так же, как военный, экономический и дипломатический контроль над ближневосточной нефтью влиял на мировые события за последние 80 лет, контроль над космическими солнечными энергетическими платформами будет доминировать в космической деятельности в этом столетии», — Джеймс Майкл Снид, президент Space.com, сообщил Space.com Институт космических исследований.
Речь идет об огромных суммах денег. Ожидается, что к 2050 году мировой спрос на энергию вырастет почти на 50 процентов. Без крупных инвестиций и крупномасштабных проектов, таких как орбитальные электростанции, будет трудно удовлетворить этот спрос, не способствуя дальнейшему потеплению планеты.
Однако, есть и другая существенная проблема — космический мусор и астероиды. Каким образом будут защищены подобные станции? Лазерное оружие или что-то иное? Так же есть вероятность, что такие установки станут целями №1 для противоспутникового оружия. Пока это только проект, которые не реализован.
