Электроэнергия из космоса?

США, Япония и Россия реанимируют идею орбитальных электростанций

Министерство обороны США совместно с NASA возобновило работу по созданию так называемых солнечных космических электростанций (СКЭС). Эти объекты будут представлять собой связки солнечных батарей, достигающих нескольких километров в поперечнике и преобразовывающих свет в СВЧ-излучение, которое потом может дистанционно передаваться на Землю. Утверждается, что к 2050 году на орбите появится первая экологически чистая станция. Между тем ученые многих стран бьют тревогу. По их мнению, СВЧ-луч может создать Земле не меньше проблем, чем самые грязные ТЭЦ.

Фантастическая идея вывести в космос гигантские сооружения, которые бы обеспечивали планеты энергией, разрабатывается достаточно давно. Первые проекты появились еще в 1970-е годы прошлого века. Между тем ряд проблем технического характера не позволил им реализоваться. Однако сейчас, похоже, интерес к орбитальным электростанциям вновь возвращается. В Японии ведется активная работа над проектом геостационарной солнечной электростанции, прототип которой, по предварительным данным, планируется запустить в космос к 2030 году. В России подобные проекты тоже существуют, и над их возрождением трудятся специалисты Исследовательского центра им. Келдыша, РКК «Энергия» и ЦНИИмаш. Несмотря на экзотичность проекта, инженеры настроены решительно. А главным стимулом остаются заявления военного ведомства США, распространившего на днях информацию о начале финансирования собственного проекта солнечной электростанции.

«За последние 30 лет мы достигли колоссального прогресса в космических технологиях, и то, что раньше считалось невозможным, теперь в порядке вещей, — заявил руководитель группы исследователей лаборатории реактивного движения NASA Невилл Марзуэлл. — В условиях, когда баррель нефти будет стоить выше 150 долл., подобные проекты становятся рентабельными. Размещение электростанций в космосе позволит избавиться от нефтяной зависимости. Кроме того, такие платформы экологически безвредны и заменят собой атомные и тепловые станции».

По некоторым оптимистическим прогнозам, первые опытные образцы электростанций могут быть отправлены в космос через 5—7 лет. Ну а к 2050 году там будут работать несколько полноценных солнечных станций. При этом в идеале США смогут обеспечивать энергией от них до 10% своей промышленности.

Располагаться станции могут на геостационарных орбитах на высотах 36—40 тыс. км, в точках, где любое тело как бы повисает над определенной поверхностью Земли. В этих зонах никогда не заходит солнце и батареи могут вырабатывать ток постоянно. В поперечнике «крылья» платформы могут достигать 5—6 км, а энергия, ею вырабатываемая, составит 5 МВт, примерно столько же, сколько выдает небольшая наземная ГЭС. Масса только одного объекта составит 35 тыс. т. Поэтому сборку каждой станции предполагается проводить по частям на низких орбитах, а потом с помощью буксиров перемещать дальше от Земли.

«В принципе при строительстве такой конструкции в космосе никаких трудностей возникнуть не должно, — рассказал РБК daily представитель РКК «Энергия» Анатолий Хабаров. — Уровень существующих технологий позволяет это сделать. Поставьте нам задачу, сроки — и мы возведем станцию. Но основная проблема находится в другой плоскости: как передать энергию на Землю?»

Существуют два способа передачи энергии без проводов: по лазерному лучу и при помощи СВЧ-излучения. Наиболее отработан второй способ. В вакууме СВЧ-луч пройдет без рассеивания, в атмосфере же при его прохождении образуется узкий канал из ионизированных молекул газа, играющих роль некой передающей трубы. На поверхности же Земли предполагается построить приемную чашу диаметром от нескольких сотен метров. В дальнейшем эта энергия преобразуется в электрическую.

«Трудности возникли с ориентацией потока, — рассказывает РБК daily представитель ФГУП ЦНИИмаш Анатолий Кирюшкин. — Представьте, что будет, если исполинская станция потеряет ориентацию и пошлет луч мимо приемника. Хорошо, если просто пожжем кустарник, а вдруг энергетический поток пересечет жилые застройки или промышленные предприятия? Тут же сгорит вся электроника, выйдет из строя транспорт, а люди могут получить серьезные ожоги. Кроме того, придется закрывать обширные зоны воздушного пространства для самолетов и перераспределять уже существующие маршруты. Потому что луч может нанести лайнерам существенный вред».

Специалисты называют еще один недостаток СКЭС. Геостационарные орбиты используются сейчас для навигационных спутников и очень важны для коммерческого использования. Но эта область космоса неспособна самоочищаться от мусора, и оставленные там объекты никуда не исчезают. Размещение промышленных исполинов, достигающих нескольких километров в поперечнике, сделает эту зону более опасной из-за вероятности столкновения. По сути, кроме СКЭС там находиться уже ничего не будет, а с этим не смогут согласиться правительства многих стран.

Да и с военной точки зрения СКЭС вызывают большие сомнения, потому что в любой момент гражданская станция может превратиться в мощную пушку, способную вывести из строя всю электронику на ядерных объектах противника. И размещение ее в космосе вызовет серьезные опасения других стран. «Поэтому реализация геостационарных электростанций может идти только при участии международного сообщества, в рамках ООН, — продолжает Анатолий Кирюшкин. — Иначе вместо мирной и экологически чистой энергетики мы получим в космосе область военного противостояния».

Газовые электростанции. Стоимость строительства «под ключ»