Die mensdom benodig kristalskoon energie in omgewingsterme, aangesien moderne metodes om energie op te wek die omgewing ernstig besoedel. Kenners sien 'n uitweg uit die impasse in innoverende metodes. Hulle word geassosieer met die gebruik van ruimte-energie.
Aanvanklike idees
Die storie het in 1968 begin. Toe het Peter Glazer die idee van massiewe satelliettegnologie gedemonstreer.’n Sonkollektor is aan hulle gemonteer. Sy grootte is 1 vierkante myl. Die toerusting was veronderstel om op 'n hoogte van 36 000 km bo die ewenaarsone geleë te wees. Die doel is om sonenergie te versamel en om te skakel in 'n elektromagnetiese band, 'n mikrogolfstroom. Op hierdie manier behoort nuttige energie na groot aardse antennas oorgedra te word.
In 1970 het die Amerikaanse departement van energie, saam met NASA, die Glaser-projek bestudeer. Dit is die sonkragsatelliet (afkorting SPS).
Drie jaar later is 'n patent vir die voorgestelde tegniek aan die wetenskaplike toegestaan. Die idee, as dit geïmplementeer word, sal uitstaande resultate lewer. Maar daar wasverskillende berekeninge is uitgevoer, en dit het geblyk dat die beplande satelliet 5000 MW energie sou opwek, en die Aarde sou drie keer minder bereik. Ons het ook die beraamde koste vir hierdie projek bepaal - $ 1 triljoen. Dit het die regering gedwing om die program te sluit.
90s
In die toekoms is beplan om die satelliete op 'n meer beskeie hoogte geleë te wees. Om dit te doen, moes hulle lae aarde-bane gebruik. Hierdie konsep is in 1990 deur navorsers van die Sentrum ontwikkel. M. V. Keldysh.
Volgens hul plan moet 10-30 spesiale stasies in die 20-30's van die 21ste eeu gebou word. Elkeen van hulle sal 10 energiemodules insluit. Die totale parameter van alle stasies sal 1,5 - 4,5 GW wees. Op aarde sal die aanwyser waardes van 0,75 tot 2,25 GW bereik.
En teen 2100 sal die aantal stasies tot 800 vermeerder word. Die vlak van energie wat op Aarde ontvang word, sal 960 GW wees. Maar vandag is daar nie eers inligting oor die ontwikkeling van 'n projek gebaseer op hierdie konsep nie.
NASA en Japan-aksies
In 1994 is 'n spesiale eksperiment uitgevoer. Dit is deur die Amerikaanse lugmag aangebied. Hulle het gevorderde fotovoltaïese satelliete in 'n lae baan om die aarde geplaas. Vuurpyle is vir hierdie doel gebruik.
Vanaf 1995 tot 1997 het NASA 'n deeglike studie van ruimte-energie gedoen. Die konsepte en tegnologiese besonderhede daarvan is ontleed.
In 1998 het Japan in hierdie gebied ingegryp. Haar ruimte-agentskap het 'n program van stapel gestuur om 'n ruimte-elektriese stelsel te bou.
In 1999 het NASA gereageer deur 'n soortgelyke program te begin. In 2000 het 'n verteenwoordiger van hierdie organisasie, John McKins, voor die Amerikaanse kongres gepraat met 'n verklaring dat die beplande ontwikkelings groot uitgawes en hoëtegnologie-toerusting vereis, asook meer as een dekade.
In 2001 het die Japannese 'n plan aangekondig om navorsing te verskerp en 'n toetssatelliet met parameters van 10 kW en 1 MW te lanseer.
In 2009 het hul ruimteverkenningsagentskap hul voorneme aangekondig om 'n spesiale satelliet in 'n wentelbaan te stuur. Dit sal sonenergie na die aarde stuur met behulp van mikrogolwe. Sy aanvanklike prototipe behoort in 2030 bekend gestel te word.
Ook in 2009 is 'n belangrike ooreenkoms tussen twee organisasies onderteken - Solaren en PG&E. Daarvolgens sal die eerste maatskappy energie in die ruimte produseer. En die tweede sal dit koop. Die krag van sulke energie sal 200 MW wees. Dit is genoeg om 250 000 residensiële geboue daarvan te voorsien. Volgens sommige verslae het die projek in 2016 begin geïmplementeer word.
In 2010 het die Shimizu-onderneming materiaal gepubliseer oor die moontlike konstruksie van 'n grootskaalse stasie op die maan. Sonpanele sal in groot hoeveelhede gebruik word. 'n Band sal daaruit gebou word, wat parameters van 11 000 en 400 km (onderskeidelik lengte en breedte) sal hê.
In 2011 het verskeie groot Japannese maatskappye 'n wêreldwye gesamentlike projek bedink. Dit het die gebruik van 40 satelliete met gemonteerde sonbatterye behels. Elektromagnetiese golwe sal geleiers van energie na die Aarde word. Die spieël sal hulle vatmet 'n deursnee van 3 km. Dit sal in die woestynsone van die see gekonsentreer wees. Die projek was geskeduleer om in 2012 van stapel te stuur. Maar om tegniese redes het dit nie gebeur nie.
Probleme in praktyk
Die ontwikkeling van ruimte-energie kan die mensdom van rampspoed red. Die praktiese implementering van projekte het egter baie probleme.
Soos beplan, hou die ligging van 'n netwerk van satelliete in die ruimte die volgende voordele in:
- Konstante blootstelling aan die son, dit wil sê, deurlopende aksie.
- Volledige onafhanklikheid van die weer en die posisie van die planeet se as.
- Geen dilemmas met die massa strukture en hul korrosie nie.
Die implementering van die planne word bemoeilik deur die volgende probleme:
- Groot parameters van die antenna - die sender van energie na die oppervlak van die planeet. So, byvoorbeeld, vir die beoogde transmissie om met mikrogolwe met 'n frekwensie van 2,25 GHz te plaasvind, sal die deursnee van so 'n antenna 1 km wees. En die deursnee van die sone wat die energievloei op Aarde ontvang, moet minstens 10 km wees.
- Energieverlies wanneer na die aarde beweeg word, is ongeveer 50%.
- Kolossale uitgawes. Vir een land is dit baie beduidende bedrae (etlike tientalle miljarde dollars).
Dit is die voor- en nadele van ruimte-energie. Leiende magte is besig met die uitskakeling en minimalisering van die tekortkominge daarvan. Amerikaanse ontwikkelaars probeer byvoorbeeld finansiële dilemmas oplos met behulp van SpaceXs Falcon 9-vuurpyle. Hierdie toestelle sal die koste van die implementering van die beplande program (veral die lansering van SBSP-satelliete) aansienlik verminder.
Maanprogram
Volgens die konsep van David Criswell is dit noodsaaklik om die Maan as basis te gebruik vir die plasing van die nodige toerusting.
Dit is die optimale plek om die dilemma op te los. Buitendien, waar is dit moontlik om ruimte-energie te ontwikkel, indien nie op die Maan nie? Dit is 'n gebied wat nie 'n atmosfeer en weer het nie. Kragopwekking hier kan deurlopend met soliede doeltreffendheid voortgaan.
Boonop kan baie komponente van die batterye van maanmateriaal, soos grond, gebou word. Dit verminder die koste aansienlik in analogie met ander stasievariasies.
Die situasie in Rusland
Die land se ruimte-energie-industrie ontwikkel op grond van die volgende beginsels:
- Energievoorsiening is 'n sosiale en politieke probleem op 'n planetêre skaal.
- Omgewingsveiligheid is die verdienste van bekwame ruimteverkenning. Groenenergietariewe moet toegepas word. Hier word die sosiale betekenis van die draer daarvan noodwendig in ag geneem.
- Deurlopende ondersteuning vir innoverende energieprogramme.
- Persentasie elektrisiteit wat deur kernkragsentrales opgewek word, moet geoptimaliseer word.
- Identifisering van die optimale verhouding van energie met grond- en ruimtekonsentrasie.
- Toepassing van ruimtelugvaart vir onderwys en energie-oordrag.
Ruimte-energie in Rusland is in wisselwerking met die program van die Federal State Unitary Enterprise NPO. Lavochkin. Die idee is gebaseer op die gebruik van sonkragkollektors en stralingsantennas. Basiese tegnologieë - outonome satelliete wat vanaf die Aarde beheer word byvlieënier polsbystand.
Die mikrogolfspektrum met kort, ewe millimetergolwe, word vir die antenna gebruik. As gevolg hiervan sal smal strale in die buitenste ruimte verskyn. Dit sal kragopwekkers en versterkers met beskeie parameters vereis. Dan sal aansienlik kleiner antennas nodig wees.
inisiatief van TsNIIMash
In 2013 het hierdie organisasie (wat ook die belangrikste wetenskaplike afdeling van Roscosmos is) voorgestel om huishoudelike ruimte-sonkragsentrales te bou. Hul beoogde krag was in die reeks van 1-10 GW. Energie moet draadloos na die aarde oorgedra word. Vir hierdie doel, anders as die VSA en Japan, was Russiese wetenskaplikes van plan om 'n laser te gebruik.
Kernkragbeleid
Ligging van sonbatterye in die ruimte impliseer sekere voordele. Maar hier is dit belangrik om die nodige oriëntasie streng in ag te neem. Tegniek moet nie in die skaduwees wees nie. In hierdie verband is 'n aantal kenners skepties oor die maanprogram.
En vandag word die mees doeltreffende metode beskou as "Ruimte-kernkrag - sonkrag-ruimtekrag". Dit behels die plasing van 'n kragtige kernreaktor of kragopwekker in die ruimte.
Die eerste opsie het 'n groot massa en vereis noukeurige monitering en instandhouding. Teoreties sal dit vir nie meer as 'n jaar outonoom in die ruimte kan werk nie. Dit is 'n te kort tyd vir ruimteprogramme.
Die tweede een het 'n goeie doeltreffendheid. Maar in ruimtetoestande is dit moeilik om te wisselsy krag. Vandag is Amerikaanse wetenskaplikes van NASA besig om 'n verbeterde model van so 'n kragopwekker te ontwikkel. Huishoudelike spesialiste werk ook aktief in hierdie rigting.
Algemene motiewe vir die ontwikkeling van ruimte-energie
Hulle kan intern en ekstern wees. Die eerste kategorie sluit in:
- 'n Skerp toename in die wêreldbevolking. Volgens sommige voorspellings sal die aantal inwoners van die aarde teen die einde van die 21ste eeu meer as 15 miljard mense wees.
- Energieverbruik neem steeds toe.
- Die gebruik van klassieke metodes van energieopwekking word irrelevant. Hulle is gebaseer op olie en gas.
- Negatiewe impak op klimaat en atmosfeer.
Die tweede kategorie sluit in:
- Periodieke val op die planeet van groot dele van meteoriete en komete. Volgens statistieke gebeur dit een keer per eeu.
- Veranderinge in magnetiese pole. Alhoewel die frekwensie hier een keer elke 2000 jaar is, is daar 'n bedreiging dat die noord- en suidpool plekke sal wissel. Dan sal die planeet vir 'n geruime tyd sy magnetiese veld verloor. Dit is belaai met ernstige stralingskade, maar goed gevestigde ruimte-energie kan 'n verdediging teen sulke rampe word.
