Bəşəriyyətin ekoloji baxımdan kristal təmiz enerjiyə ehtiyacı var, çünki müasir enerji istehsal üsulları ətraf mühiti ciddi şəkildə çirkləndirir. Mütəxəssislər çıxılmaz vəziyyətdən çıxış yolunu innovativ üsullarda görürlər. Onlar kosmik enerjinin istifadəsi ilə əlaqələndirilir.
İlkin ideyalar
Hekayə 1968-ci ildə başlayıb. Sonra Peter Glazer kütləvi peyk texnologiyası ideyasını nümayiş etdirdi. Onlara günəş kollektoru quraşdırılıb. Onun ölçüsü 1 kvadrat mildir. Avadanlığın ekvator zonasından 36.000 km yüksəklikdə yerləşməsi nəzərdə tutulurdu. Məqsəd günəş enerjisini toplamaq və elektromaqnit zolağına, mikrodalğalı axına çevirməkdir. Bu yolla faydalı enerji nəhəng yer antenalarına ötürülməlidir.
1970-ci ildə ABŞ Enerji Departamenti NASA ilə birlikdə Qleyzer layihəsini tədqiq etdi. Bu, Günəş Enerjisi Peykidir (qıs altma SPS).
Üç il sonra alimə təklif olunan texnika üçün patent verildi. İdeya həyata keçirilsə, əla nəticələr verəcəkdir. Amma var idimüxtəlif hesablamalar aparıldı və məlum oldu ki, planlaşdırılan peyk 5000 MVt enerji istehsal edəcək, Yer isə üç dəfə az çatacaq. Biz bu layihənin təxmini xərclərini də müəyyən etdik - 1 trilyon dollar. Bu, hökuməti proqramı bağlamağa məcbur etdi.
90-lar
Gələcəkdə peyklərin daha təvazökar hündürlükdə yerləşdirilməsi planlaşdırılırdı. Bunun üçün onlar yerin aşağı orbitlərindən istifadə etməli olublar. Bu konsepsiya 1990-cı ildə Mərkəzin tədqiqatçıları tərəfindən hazırlanmışdır. M. V. Keldış.
Onların planına görə 21-ci əsrin 20-30-cu illərində 10-30 xüsusi stansiya tikilməlidir. Onların hər birinə 10 enerji modulu daxil olacaq. Bütün stansiyaların ümumi parametri 1,5 - 4,5 QVt olacaq. Yer kürəsində göstərici 0,75 ilə 2,25 GVt arasında olan dəyərlərə çatacaq.
Və 2100-cü ilə qədər stansiyaların sayı 800-ə çatdırılacaq. Yer kürəsində qəbul edilən enerjinin səviyyəsi 960 GVt olacaq. Amma bu gün hətta bu konsepsiya əsasında layihənin hazırlanması haqqında heç bir məlumat yoxdur.
NASA və Yaponiya tədbirləri
1994-cü ildə xüsusi təcrübə aparıldı. O, ABŞ Hərbi Hava Qüvvələri tərəfindən qəbul edilib. Onlar aşağı yerin orbitində qabaqcıl fotovoltaik peyklər yerləşdirdilər. Bu məqsədlə raketlərdən istifadə edilib.
1995-ci ildən 1997-ci ilə qədər NASA kosmik enerjinin hərtərəfli tədqiqi aparmışdır. Onun konsepsiyaları və texnoloji xüsusiyyətləri təhlil edilmişdir.
1998-ci ildə Yaponiya bu sahəyə müdaxilə etdi. Onun kosmik agentliyi kosmik elektrik sistemi qurmaq üçün proqrama start verdi.
1999-cu ildə NASA oxşar proqramı işə salmaqla cavab verdi. 2000-ci ildə bu təşkilatın nümayəndəsi Con MakKins ABŞ Konqresində çıxış edərək, planlaşdırılan işlərin böyük xərclər və yüksək texnoloji avadanlıq, eləcə də on ildən çox vaxt tələb etdiyini söylədi.
2001-ci ildə yaponlar tədqiqatları intensivləşdirmək və 10 kVt və 1 MVt parametrləri olan sınaq peykini orbitə buraxmaq planını elan etdilər.
2009-cu ildə onların kosmik kəşfiyyat agentliyi orbitə xüsusi peyk göndərmək niyyətini açıqladı. Mikrodalğalı sobalardan istifadə edərək Yerə günəş enerjisi göndərəcək. Onun ilkin prototipi 2030-cu ildə buraxılmalıdır.
Həmçinin 2009-cu ildə iki təşkilat - Solaren və PG&E arasında mühüm müqavilə imzalanıb. Buna əsasən, ilk şirkət kosmosda enerji istehsal edəcək. İkincisi onu alacaq. Belə enerjinin gücü 200 MVt olacaq. Bu, 250 min yaşayış binasını onunla təmin etmək üçün kifayətdir. Bəzi məlumatlara görə, layihə 2016-cı ildə həyata keçirilməyə başlayıb.
2010-cu ildə Shimizu konserni Ayda genişmiqyaslı stansiyanın potensial tikintisi ilə bağlı material dərc etdi. Günəş panelləri böyük miqdarda istifadə ediləcək. Onlardan 11.000 və 400 km (müvafiq olaraq uzunluq və eni) parametrlərə malik olan kəmər tikiləcək.
2011-ci ildə bir neçə böyük Yapon şirkəti qlobal birgə layihə hazırladı. Bu, quraşdırılmış günəş batareyaları olan 40 peykdən istifadəni əhatə edirdi. Elektromaqnit dalğaları Yerə enerji ötürücüləri olacaq. Güzgü onları götürəcəkdiametri 3 km-dir. O, okeanın səhra zonasında cəmləşəcək. Layihənin 2012-ci ildə istifadəyə verilməsi planlaşdırılırdı. Lakin texniki səbəblərə görə bu baş vermədi.
Praktikada problemlər
Kosmos enerjisinin inkişafı bəşəriyyəti kataklizmlərdən xilas edə bilər. Bununla belə, layihələrin praktiki həyata keçirilməsində bir çox çətinliklər var.
Planlaşdırıldığı kimi, peyklər şəbəkəsinin kosmosda yerləşməsi aşağıdakı üstünlüklərə malikdir:
- Daimi Günəşə məruz qalma, yəni davamlı fəaliyyət.
- Havadan və planetin oxunun mövqeyindən tam müstəqillik.
- Konstruksiyaların kütləsi və onların korroziyası ilə bağlı dilemmalar yoxdur.
Planların həyata keçirilməsi aşağıdakı problemlərə görə çətinləşir:
- Antenanın böyük parametrləri - planetin səthinə enerji ötürücüsü. Beləliklə, məsələn, 2,25 GHz tezliyi olan mikrodalğalı sobalardan istifadə edərək nəzərdə tutulan ötürülmə üçün belə bir antenanın diametri 1 km olacaqdır. Yer üzündə enerji axını qəbul edən zonanın diametri isə ən azı 10 km olmalıdır.
- Yerə hərəkət edərkən enerji itkisi təxminən 50% təşkil edir.
- Böyük xərclər. Bir ölkə üçün bunlar çox əhəmiyyətli məbləğlərdir (bir neçə on milyard dollar).
Bunlar kosmik enerjinin müsbət və mənfi cəhətləridir. Onun çatışmazlıqlarının aradan qaldırılması və minimuma endirilməsi ilə aparıcı səlahiyyətlər məşğul olur. Məsələn, Amerika tərtibatçıları SpaceXs Falcon 9 raketlərinin köməyi ilə maliyyə dilemmalarını həll etməyə çalışırlar. Bu qurğular planlaşdırılan proqramın həyata keçirilməsi (xüsusən, SBSP peyklərinin buraxılması) xərclərini əhəmiyyətli dərəcədə azaldacaq.
Ay proqramı
Devid Krisvelin konsepsiyasına görə, Ayı lazımi avadanlıqların yerləşdirilməsi üçün baza kimi istifadə etmək vacibdir.
Bu, dilemmanı həll etmək üçün optimal yerdir. Bundan başqa, Ayda olmasa, kosmik enerjini harada inkişaf etdirmək olar? Bu, atmosferi və havası olmayan ərazidir. Burada enerji istehsalı möhkəm səmərəliliklə davamlı olaraq davam edə bilər.
Bundan əlavə, batareyaların bir çox komponentləri torpaq kimi ay materiallarından hazırlana bilər. Bu, digər stansiya varyasyonlarına bənzətməklə xərcləri əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.
Rusiyada vəziyyət
Ölkənin kosmik enerji sənayesi aşağıdakı prinsiplər əsasında inkişaf edir:
- Enerji təchizatı planetar miqyasda sosial və siyasi problemdir.
- Ekoloji təhlükəsizlik səriştəli kosmos tədqiqatlarının məziyyətidir. Yaşıl enerji tarifləri tətbiq edilməlidir. Burada onun daşıyıcısının sosial əhəmiyyəti mütləq nəzərə alınır.
- İnnovativ enerji proqramları üçün davamlı dəstək.
- Atom elektrik stansiyaları tərəfindən istehsal olunan elektrik enerjisinin faizi optimallaşdırılmalıdır.
- Enerjinin yer və məkan konsentrasiyası ilə optimal nisbətinin müəyyən edilməsi.
- Təhsil və enerji ötürülməsi üçün kosmik aviasiya tətbiqi.
Rusiyada kosmik enerji NPO Federal Dövlət Unitar Müəssisəsinin proqramı ilə qarşılıqlı əlaqədədir. Lavoçkin. İdeya günəş kollektorlarının və radiasiya antenalarının istifadəsinə əsaslanır. Əsas texnologiyalar - Yerdən idarə olunan avtonom peyklərpilot nəbz yardımı.
Antenna üçün qısa, hətta millimetr dalğaları olan mikrodalğalı spektrdən istifadə edilir. Bunun sayəsində kosmosda dar şüalar görünəcək. Bunun üçün təvazökar parametrlərin generatorları və gücləndiriciləri tələb olunacaq. Sonra əhəmiyyətli dərəcədə daha kiçik antenalara ehtiyac olacaq.
TsNIIMash Təşəbbüsü
2013-cü ildə bu təşkilat (həmçinin Roskosmosun əsas elmi bölməsidir) yerli kosmik günəş elektrik stansiyalarının tikintisini təklif etdi. Onların nəzərdə tutulan gücü 1-10 GVt aralığında idi. Enerji Yerə naqilsiz ötürülməlidir. Bu məqsədlə ABŞ və Yaponiyadan fərqli olaraq rus alimləri lazerdən istifadə etmək niyyətində idilər.
Nüvə siyasəti
Günəş batareyalarının kosmosda yerləşməsi müəyyən üstünlükləri nəzərdə tutur. Ancaq burada lazımi oriyentasiyaya ciddi riayət etmək vacibdir. Texnika kölgədə qalmamalıdır. Bu baxımdan, bir sıra ekspertlər Ay proqramına şübhə ilə yanaşırlar.
Və bu gün ən təsirli üsul "Kosmik nüvə enerjisi - günəş kosmik enerjisi" hesab olunur. Bu, kosmosa güclü nüvə reaktoru və ya generator yerləşdirməyi nəzərdə tutur.
Birinci seçim böyük kütləyə malikdir və diqqətli monitorinq və texniki qulluq tələb edir. Nəzəri cəhətdən o, bir ildən çox olmayan kosmosda avtonom işləyə biləcək. Bu, kosmik proqramlar üçün çox qısa müddətdir.
İkincisi möhkəm effektivliyə malikdir. Amma kosmik şəraitdə bunu dəyişmək çətindironun gücü. Bu gün NASA-dan olan amerikalı alimlər belə generatorun təkmilləşdirilmiş modelini hazırlayırlar. Bu istiqamətdə yerli mütəxəssislər də fəal işləyirlər.
Kosmik enerjinin inkişafı üçün ümumi motivlər
Onlar daxili və xarici ola bilər. Birinci kateqoriyaya daxildir:
- Dünya əhalisinin kəskin artması. Bəzi proqnozlara görə, 21-ci əsrin sonunda Yer kürəsinin sakinlərinin sayı 15 milyard nəfərdən çox olacaq.
- Enerji istehlakı artmaqda davam edir.
- Enerji istehsalının klassik üsullarından istifadə aktuallığını itirir. Onlar neft və qaza əsaslanır.
- İqlim və atmosferə mənfi təsir.
İkinci kateqoriyaya daxildir:
- Meteoritlərin və kometlərin böyük hissələrinin planetinə dövri düşür. Statistikaya görə, bu, əsrdə bir dəfə olur.
- Maqnit qütblərində dəyişikliklər. Burada tezlik 2000 ildə bir dəfə olsa da, şimal və cənub qütblərinin yerlərini dəyişməsi təhlükəsi var. Sonra bir müddət planet maqnit sahəsini itirəcək. Bu, ciddi radiasiya ziyanı ilə doludur, lakin yaxşı qurulmuş kosmik enerji bu cür fəlakətlərə qarşı müdafiə ola bilər.
