Несмотря на «сланцевую революцию», как минимум на полвека отсрочившую мрачные прогнозы относительно исчерпания запасов ископаемых углеводородов на Земле, ученые продолжают поиски новых источников энергии, способных обеспечить растущие потребности человечества в будущем.
Одна из самых больших проблем наступившего XXI века — найти способ, как генерировать ее в достаточных объемах, как можно более дешево и с наименьшим количеством вредных побочных эффектов, а также максимально удобно и без потерь доставлять потребителям. Одним из перспективных решений может стать концепция «Инициативы космической солнечной энергии» (SSPI), совместно разрабатываемая Калифорнийским технологическим институтом (Caltech) и корпорацией Northrup Grumman.
Основным результатом работ, планируемых в рамках этой инициативы, является разработка технологий, которые бы позволили собирать огромные космические конструкции, намного превышающие по размерам все когда-либо построенное на околоземной орбите.
Идея «доставки» энергии на Землю из космоса, в принципе, не нова: свыше сотни лет назад уже существовали первые проекты освещения ночной стороны планеты и приполярных областей с помощью огромных зеркал, расположенных на больших высотах. Концепция SSPI предполагает более сложный подход, предусматривающий преобразование солнечного
света в электричество и дальнейшую передачу энергии на наземные приемники в форме направленного микроволнового излучения. Приемник может находиться где угодно — высоко в горах, на острове в океане и даже на борту самолета. При этом отпадает необходимость в строительстве дорогостоящих линий электропередач.
Фотогальванические панели должны состоять из энергопреобразующих сегментов, имеющих размеры 10×10 см, толщину около 3 см и массу меньше одного грамма. Предполагается, что четыре сотни таких базовых сегментов будут собраны в солнечную батарею, а 900 таких батарей, в свою очередь — в одно большое «поле», размещенное в свернутом виде на космическом аппарате. После его выведения на орбиту вся конструкция развернется в рабочее состояние и ее плоскость займет положение перпендикулярно солнечным лучам. При КПД фотоэлектрического преобразователя 40% он сможет выдавать мощность около 2 МВт.
Концепция предусматривает размещение на околоземной орбите 2500 спутников, объединенных в единое поле и образующих солнечную электростанцию с площадью поверхности 9 км². Она будет способна преобразовывать лучистую энергию в направленный энергетический поток, который может приниматься с помощью сравнительно недорогих и несложных устройств на Земле.
Легкие и дешевые в производстве многофункциональные энергопреобразующие сегменты могут быть использованы при создании других космических систем. В процессе эксплуатации в условиях открытого космоса спутники обычно получают повреждения, вызванные воздействием солнечных вспышек или ударами микрометеоритов, но в данном случае выйти из строя могут только некоторые сегменты, что не приведет к катастрофическим последствиям для всей конструкции.
Участники проекта убеждены в его перспективности и считают, что инвесторы должны проявить к нему серьезный интерес. Мощностей современной электронной промышленности и частных ракетно-космических корпораций уже вполне достаточно как для создания многофункциональных сегментов и сборки из них энергогенерирующих конструкций, так и для их транспортировки на орбиту. Также не исключено, что к похожим техническим решениям давно пришли разумные жители других планет, которые успешно реализовали эти идеи и заполнили окрестности своих светил миллионами огромных панелей, поглощающих звездное излучение и преобразующих его в более удобные формы энергии…
