Напечатать документ Послать нам письмо Сохранить документ Форумы сайта Вернуться к предыдущей
АКАДЕМИЯ ТРИНИТАРИЗМА На главную страницу
Дискуссии - Русская Инноватика

Евгений Панов
Электричество с Луны
Oб авторе


Во второй половине 2009 года в США и Японии объявили о намерениях построить космические электростанции.

Власти американского штата Калифорния одобрили сделку между компаниями Pacific Gas and Electric Company и Solaren, согласно которой первая закупит около 200 мегаватт электроэнергии у второй, сообщило агентство New Scientist. При этом электричество будет производиться на орбите и отправляться на землю при помощи радиолуча. Поставки должны начаться в 2016 году.

Получение солнечной энергии в открытом космосе является крайне перспективным, говорилось в сообщении агентства, поскольку в космосе солнечным батареям не мешает плохая погода. Однако основной препятствием к реализации подобных проектов является их высокая стоимость. Надеяться на их окупаемость не стоит.

Для получения электричества компания Solaren планирует использовать спутники с надувными зеркалами, которые будут фокусировать свет на относительно небольших батареях. Это позволит добиться высокой производительности при сравнительно небольших размерах аппаратов, то есть фактически решить проблему высокой стоимости доставки на орбиту солнечных батарей. В настоящее время, однако, никаких практических наработок у Solaren нет.

Похожий проект получил государственную поддержку в Японии. Так, к 2030 году эта страна планирует построить солнечную электростанцию в космосе, сообщило агентство AFP. Предполагаемая мощность комплекса - около одного гигаватта, что соответствует атомной электростанции средних размеров. Передавать энергию на Землю планируется при помощи микроволн или лазеров.

Японское космическое агентство JAXA занимается разработкой проекта с 1998 года, теперь к созданию солнечных панелей в космосе присоединились отобранные правительством крупные компании NEC, Sharp, Mitsubishi Electric и Fujitsu.

В ближайшие несколько лет JAXA планирует провести испытания системы передачи электроэнергии с орбиты. Для этого в космос будут запущены специальные спутники, которые будут передавать энергию при помощи лазерного луча или узконаправленного пучка микроволн, которые планируется получать на специальную параболическую приемную антенну, расположенную в каком-нибудь удаленном районе океана. К 2020 году исследователи планируют создать прототип гибких батарей, которые будут запущены в космос.

Несмотря на колоссальные затраты, которых потребует проект, ученые из JAXA намерены довести его до реализации. Предполагается, что мегаватт полученного из космоса электричества будет стоить в шесть раз дешевле произведенного на Земле. Для Японии, которая в существенной мере зависит от импорта углеводородов, создание подобных источников является первоочередной задачей.

Что ж, не зря говорится, что новое – это хорошо забытое старое. Идею энергоснабжения Земли электричеством с геостационарной орбиты впервые высказал советский исследователь В.Н. Варваров еще в 1960 году, когда никакой необходимости в строительстве космических электростанций не было, когда в Советском Союзе ударными темпами возводились сибирские ГЭС, а об экологической и климатической угрозе могли помыслить лишь самые проницательные аналитики. Однако идеи возникают по своим, неведомым нам законам. Ровно так возникла и эта. И потребовала внимания. Ее подробную инженерную проработку сделал в 1968 году американец П. Глезер. В 70-е годы техническую реализуемость идеи подтвердили проекты американских аэрокосмических фирм «Локхид» и «Боинг». Интерес американцев к орбитальным электростанциям был вполне практический: Штаты настиг энергетический кризис, вызванный 10-кратным повышением цен на нефть во время арабо-израильского конфликта. Увы, экономически проект оказался неподъемным даже для США: доставка 50 тысяч тонн грузов на орбиту стоила баснословных денег. Кроме того, потребовалось бы запустить настоящий транспортный конвейер в космос, а это значило, что ракеты просто выжгут весь кислород атмосферы и опасно замусорят ее своими «выхлопами».

От орбитального варианта пришлось отказаться и обратиться к запасному – лунному. Сначала забираться на Луну с электростанциями не хотелось – далеко, дорого… Но подсчитали расходы, и выяснилось, что это, как ни парадоксально, дешевле. Благодаря неординарным инженерным идеям. На сей раз их генерировали американцы. О’ Нейл и Крисвелл предложили жить и работать на Луне в основном не на привозных, а на тамошних материалах, использовать для строительства лунных поселений и электростанций, производства топлива, воды, кислорода лунное сырье.

Тогда, в 70-х, дальше идей, пусть и хороших, не пошло. Их принципиальной инженерной доводкой 20 лет спустя занялся член-корреспондент Российской академии космонавтики им. К.Э. Циолковского, специалист по эффективности использования космических систем Юрий Михайлович Еськов. Он полвека проработал в МАИ и Ракетном научно-исследовательском институте (созданном в 1933 году маршалом Тухачевским), а, выйдя на пенсию, занялся космическим энергетическим проектом и сумел профессионально его обосновать.

Но прежде всего Еськов доказал, что он действительно необходим, что это не глупо-амбициозная трата денег. Снабжение Земли электричеством из космоса выглядит маниловщиной не из-за утопичности самой идеи, а просто из-за элементарного недостатка информации об истинной энергетической ситуации на планете, раз, и о возможностях космонавтики в этом деле, два. А ведь суть дела, говорит Еськов, прозрачна.

Какой должна быть мировая энергетика? – задает вопрос Еськов. Это вопрос о целенаправленном развитии планетарного сообщества, которым, согласно академику Никите Николаевичу Моисееву, должна озаботиться цивилизация в лице специально созданных стратегических и прочих мозговых центров. Однако их нет, так что Еськову пришлось разбираться самому. Его ответ: земная энергетика должна быть, прежде всего, обильной. Ответ стратегический: ведь для устойчивого развития планетарного общества требуются обильные источники мощности, в том числе электрической. Что это значит на практике? Вот что: на душу земного населения хорошо бы иметь не менее двух киловатт установленной электрической мощности, в противном случае падает качество сельского хозяйства, медицины, строительства, быта, а вследствие этого начинается снижение средней продолжительности жизни, рост детской смертности. Сегодня установленная мощность всей электроэнергетики планеты – 3 миллиарда киловатт при населении 6 - 6,5 миллиарда человек. На душу приходится всего 0,5 киловатта. Это мало, но даже это – средняя температура по больнице, ибо в распоряжении среднестатистического жителя Канады в 100 (!) раз больше мощности, нежели в распоряжении среднестатистического жителя Чада. Душевое потребление энергии надо наращивать и выравнивать, но задача все более усложняется ввиду быстрого роста населения, особенно в Юго-Восточной Азии и исчерпания возможностей роста мощности за счет традиционных источников.

По прогнозам, к 2030 – 2050 году на Земле будет жить примерно 10 миллиардов человек (говорят и о 12-16, но расчеты Еськова исходят именно из 10 и в целом это непринципиально). По скромному счету, к тому времени нужно иметь 10 миллиардов киловатт установленной мощности – по скромному киловатту на душу. Значит, мировая энергетика должна усилиться по меньшей мере втрое. За счет чего? – спрашивает Еськов. Какой, действительно, вообще видится энергетика будущего? Если коротко, значительно более диверсифицированной, чем нынешняя, базирующаяся, главным образом, на тепловых электростанциях. В ней, хотим мы или нет, останется тепловая составляющая – парогазовые станции с КПД 50 процентов вместо сегодняшних 35 процентов. Конечно, сохранятся гидростанции, но их вклад в масштабе планеты сократится до нескольких процентов. Появится атомная энергетика нового поколения – устойчивая к терроризму и не производящая опасных радиоактивных отходов. Возможно, появится и термоядерная… Но 10 миллиардов киловатт от этих источников никак не получить. В лучшем случае они смогут дать 7-7,5 миллиарда. Откуда же взять недостающие 3-3,5 миллиарда? Из космоса. Больше неоткуда. С лунной электростанции, превращающей солнечный свет в электричество и передающей его на Землю.

Посвятив 10 лет увязке, по его словам, простых и очевидных требований, Ю.М. Еськов выяснил, что надо делать, чтобы создать «беспарниковую» энергетику в космосе. Первое: построить на Луне базу, включающую жилье для монтажников энергостанции, цеха по изготовлению солнечных батарей, производству воды, воздуха, ракетного топлива. Второе: возвести солнечную электростанцию. Третье: соорудить излучатель, передающий преобразованную энергию на Землю с помощью радиолуча. Четвертое: построить приемный комплекс на Земле… Еськов обосновал, какой должна быть база на Луне. Какой – сама электростанция. Какими – солнечные батареи. Каким - энергетический излучатель. Каким – приемный комплекс на Земле. Какой - транспортная система Земля-Луна-Земля. Какими кораблями и на каком топливе доставлять грузы, какими и на каком – возить людей. Известно, с чего начинать. Подсчитано, сколько времени займет строительство пилотного модуля. А займет оно …всего 10-15 лет!

Технически проект осуществим, это Еськов доказал. Уровень земной космонавтики позволяет установить регулярное сообщение с Луной и обеспечить строительство энергостанции. Дело за экономикой. За организацией. За интересом. Кто в первую голову может быть заинтересован в таком проекте? Страны Юго-Восточной Азии, включая Китай. Индия, где население растет так быстро, что хронический энергодефицит региону обеспечен, а значит, его развитие под вопросом. А вот деньги там водятся. Активно работает над развитием солнечной энергетики Япония, реализуя программу, рассчитанную до 2050 года. Япония тоже не бедная страна, и ей тоже есть смысл включаться в проект. Логично ждать появления участников из Латинской Америки. Ну, а старушка Европа? Неужели так и останется сидеть на импортной газовой игле?.. Какая организация – в планетарном масштабе – сможет вести работы такого уровня, переваривать мощные финансовые потоки, сотрудничать с государственными структурами и с частным капиталом? По-видимому, это должен быть какой-то международный экологический консорциум или какой-то интернациональный энергетический концерн…

Войдут ли в него американцы? Неизвестно. Они ведь «сами с усами», они «самее» всех. Они было объявили, что собираются своими силами возобновить Лунную программу 60-70-х годов ХХ века, а потом от нее отказались. И правильно сделали, считает Еськов, они, похоже, не собирались делать на Луне ничего нового, они намеревались просто повторить пройденное. Зачем? Это совершенно бесполезное дело. Сейчас просто «побывать и вернуться», а именно так ставилась задача 50 лет назад, - явно недостаточно. Сейчас надо поработать на космическую энергетическую программу. Надо пожить на Луне хотя бы две недели, до следующего восхода Солнца, попробовать «прожарить» лунный грунт, получить из него воду – чтобы стало понятно, сможет ли человек там освоиться. Надо расстелить солнечные батареи, провести электролиз этой «лунной» воды, собрать кислород, водород… Короче, надо опробовать все технологии жизнеобеспечения, которые послужат при строительстве энергостанции.

Можно попытаться склонить американцев к сотрудничеству ради целей, интересных всей цивилизации, создания энергетики в космосе силами всей планеты. А если придти к согласию все-таки не удастся?.. Что ж, пока еще российская космонавтика сможет осуществить экспериментальную часть проекта самостоятельно. Хотя и с предельным напряжением. На старом советском заделе. В СССР прорабатывались даже такие идеи, как полет на Юпитер и Уран за гелием-3, энергетически ценным изотопом гелия, создавался ядерный ракетный двигатель – его отрабатывали на стендах Семипалатинского испытательного полигона. Ныне многие из достижений тех лет утеряны, и возобновить их будет трудно, но кое-что возродить вполне возможно. Для этого необходима воля. Как сегодня говорят, политическая. Или, лучше сказать, государственная.

Воли нет. Ни политической, ни государственной. И интереса нет. Когда сейчас хватает нефти и газа, кто станет ломать голову над проблемами будущего?.. Но будущее все равно наступит. Со всеми своими проблемами. И с новыми людьми, которые их увидят. На них и надежда. Угля с мазутом, бензина с газом на всю жизнь им уже не хватит. Пусть думают! Задача поставлена. Теперь на помощь энтузиазму должен придти прагматизм и без крика и шума ее решать.

Прагматики нашлись среди российских космонавтов. Они увидели в проекте один из путей к возрождению космической отрасли России. Раскрутить его пока не удалось, но кое-что успели сделать. Встречались американскими астронавтами, убеждали, что проблема эта – общемировая и браться за нее надо всем миром… В части обеспечения энергией человечества вообще и конкретно какого-нибудь Чада проблема американцев не волнует, им энергии хватает, они ведь потребляют около 40 процентов того, что производится на Земле, а думать за мировое сообщество они не приучены и не собираются. Однако сложность и масштабность дела астронавтов профессионально зацепила. И с необходимостью политического, научного и технического партнерства в рамках какой-то серьезной международной структуры они согласились. Потому что проблема энергетикой не ограничивается. Не менее важен здесь аспект планетарной безопасности, защиты Земли от шальных астероидов, атаки которых вполне вероятны. Отбивать их существенно помогла бы обитаемая лунная база со стоящими на боевом дежурстве ракетами-перехватчиками, заправленными горючим из лунного грунта.

По американским прикидкам, на создание серьезных электростанций в космосе потребуется минимум век. А у Еськова получается вполовину меньше. Согласно его расчетам, пилотный лунный модуль, к тому же вместе с жилой базой, можно построить за 10 -15 лет. Если начать сейчас, то удастся уложиться к 2025 году. А еще через 30-40 лет, приблизительно к 2050 году, из модулей сложится генерирующий комплекс мощностью 3-3,5 миллиарда киловатт – большая электростанция на Луне…

Будем реалистами: ее строительство, активная, планомерная работа в пространстве не сможет начаться завтра- послезавтра. А вот лет через 5-7, если все пойдет как надо, можно будет приступать к космическим трудам. В кооперации с китайцами, японцами, американцами… А если международное сотрудничество не сложится, интеллектуальный, научный, технический, экономический потенциал России позволит ей, пусть с напряжением, начать строительство космической энергетики в одиночку. Вернее, с партнерами по СНГ. С Белоруссией, с Украиной, с Казахстаном.



Евгений Панов, Электричество с Луны // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.16301, 17.01.2011

[Обсуждение на форуме «Публицистика»]

В начало документа

© Академия Тринитаризма
info@trinitas.ru