La humanitat necessita energia neta de cristall en termes ambientals, ja que els mètodes moderns de generació d'energia contaminen greument el medi ambient. Els experts veuen una manera de sortir de l'atzucac en mètodes innovadors. Estan associats amb l'ús de l'energia espacial.
Idees inicials
La història va començar l'any 1968. Aleshores, Peter Glazer va demostrar la idea de la tecnologia massiva de satèl·lits. Se'ls va muntar un col·lector solar. La seva mida és d'1 milla quadrada. L'equip havia d'estar situat a una altitud de 36.000 km per sobre de la zona de l'equador. L'objectiu és recollir i transformar l'energia solar en una banda electromagnètica, un corrent de microones. D'aquesta manera, l'energia útil s'hauria de transmetre a grans antenes terrestres.
El 1970, el Departament d'Energia dels EUA, juntament amb la NASA, van estudiar el projecte Glaser. Aquest és el satèl·lit d'energia solar (abreviatura SPS).
Tres anys més tard, el científic va rebre una patent per a la tècnica proposada. La idea, si s'aplica, portaria resultats excepcionals. Però n'hi haviaes van fer diferents càlculs, i va resultar que el satèl·lit previst generaria 5000 MW d'energia, i la Terra arribaria a tres vegades menys. També vam determinar els costos estimats d'aquest projecte: 1 bilió de dòlars. Això va obligar el govern a tancar el programa.
90
En el futur, es preveia que els satèl·lits se situessin a una alçada més modesta. Per fer-ho, van haver d'utilitzar òrbites terrestres baixes. Aquest concepte va ser desenvolupat l'any 1990 per investigadors del Centre. M. V. Keldysh.
Segons el seu pla, s'haurien de construir entre 10 i 30 estacions especials als anys 20-30 del segle XXI. Cadascun d'ells inclourà 10 mòduls energètics. El paràmetre total de totes les estacions serà d'1,5 a 4,5 GW. A la Terra, l'indicador arribarà a valors entre 0,75 i 2,25 GW.
I el 2100 el nombre d'estacions augmentarà fins a 800. El nivell d'energia rebuda a la Terra serà de 960 GW. Però avui no hi ha informació fins i tot sobre el desenvolupament d'un projecte basat en aquest concepte.
Accions de la NASA i el Japó
L'any 1994 es va dur a terme un experiment especial. Va ser acollit per la Força Aèria dels EUA. Van col·locar satèl·lits fotovoltaics avançats en òrbita terrestre baixa. Es van utilitzar coets amb aquesta finalitat.
De 1995 a 1997, la NASA va realitzar un estudi exhaustiu de l'energia espacial. Es van analitzar els seus conceptes i particularitats tecnològiques.
L'any 1998, el Japó va intervenir en aquesta zona. La seva agència espacial va llançar un programa per construir un sistema elèctric espacial.
El 1999, la NASA va respondre llançant un programa similar. L'any 2000, un representant d'aquesta organització, John McKins, va parlar davant el Congrés dels EUA amb una declaració que els desenvolupaments previstos requereixen grans despeses i equipament d' alta tecnologia, així com més d'una dècada..
L'any 2001, els japonesos van anunciar un pla per intensificar la investigació i llançar un satèl·lit de prova amb paràmetres de 10 kW i 1 MW.
El 2009, la seva agència d'exploració espacial va anunciar la seva intenció d'enviar un satèl·lit especial en òrbita. Enviarà energia solar a la Terra mitjançant microones. El seu prototip inicial s'hauria de llançar el 2030.
També l'any 2009 es va signar un acord important entre dues organitzacions: Solaren i PG&E. Segons ell, la primera empresa produirà energia a l'espai. I el segon el comprarà. La potència d'aquesta energia serà de 200 MW. Amb això n'hi ha prou per dotar-hi 250.000 edificis residencials. Segons alguns informes, el projecte es va començar a implementar el 2016.
L'any 2010, l'empresa Shimizu va publicar material sobre la possible construcció d'una estació a gran escala a la Lluna. S'utilitzaran plaques solars en grans quantitats. A partir d'ells es construirà un cinturó, que tindrà paràmetres d'11.000 i 400 km (longitud i amplada, respectivament).
L'any 2011, diverses grans empreses japoneses van concebre un projecte conjunt global. Va implicar l'ús de 40 satèl·lits amb bateries solars muntades. Les ones electromagnètiques es convertiran en conductores d'energia a la Terra. El mirall els agafaràamb un diàmetre de 3 km. Es concentrarà a la zona desèrtica de l'oceà. El projecte estava previst que s'iniciés el 2012. Però per raons tècniques, això no va passar.
Problemes a la pràctica
El desenvolupament de l'energia espacial pot salvar la humanitat dels cataclismes. Tanmateix, la implementació pràctica dels projectes té moltes dificultats.
Tal com estava previst, la ubicació d'una xarxa de satèl·lits a l'espai té els avantatges següents:
- Exposició constant al Sol, és a dir, acció contínua.
- Independència total del clima i de la posició de l'eix del planeta.
- Sense dilemes amb la massa de les estructures i la seva corrosió.
La implementació dels plans es complica pels problemes següents:
- Enormes paràmetres de l'antena: el transmissor d'energia a la superfície del planeta. Així, per exemple, perquè la transmissió prevista es produeixi mitjançant microones amb una freqüència de 2,25 GHz, el diàmetre d'aquesta antena seria d'1 km. I el diàmetre de la zona que rep el flux d'energia a la Terra hauria de ser d'almenys 10 km.
- La pèrdua d'energia quan es mou a la Terra és d'aproximadament el 50%.
- Despeses colossals. Per a un país, aquestes són quantitats molt importants (unes desenes de milers de milions de dòlars).
Aquests són els avantatges i els contres de l'energia espacial. Els poders líders es dediquen a eliminar i minimitzar les seves mancances. Per exemple, els desenvolupadors nord-americans intenten resoldre els dilemes financers amb l'ajuda dels coets Falcon 9 de SpaceX. Aquests dispositius reduiran significativament el cost d'implementar el programa previst (en particular, el llançament de satèl·lits SBSP).
Programa lunar
Segons el concepte de David Criswell, és fonamental utilitzar la Lluna com a base per col·locar l'equip necessari.
Aquest és el lloc òptim per resoldre el dilema. A més, on és possible desenvolupar l'energia espacial, si no a la Lluna? Aquest és un territori que no té atmosfera ni climatologia. La generació d'energia aquí pot continuar contínuament amb una eficiència sòlida.
A més, molts components de les bateries es poden construir amb materials lunars, com ara terra. Això redueix significativament els costos per analogia amb altres variacions d'estació.
La situació a Rússia
La indústria energètica espacial del país s'està desenvolupant sobre la base dels principis següents:
- El subministrament d'energia és un problema social i polític a escala planetària.
- La seguretat ambiental és el mèrit d'una exploració espacial competent. S'han d'aplicar tarifes d'energia verda. Aquí, la importància social del seu portador es té necessàriament en compte.
- Suport continu per a programes energètics innovadors.
- El percentatge d'electricitat generada per les centrals nuclears s'ha d'optimitzar.
- Identificació de la relació òptima d'energia amb la concentració del sòl i l'espai.
- Aplicació de l'aviació espacial per a l'educació i la transmissió d'energia.
L'energia espacial a Rússia interactua amb el programa de l'empresa unitària estatal federal NPO. Lavochkin. La idea es basa en l'ús de col·lectors solars i antenes de radiació. Tecnologies bàsiques: satèl·lits autònoms controlats des de la Terra aassistència de pols del pilot.
Per a l'antena s'utilitza l'espectre de microones amb ones curtes i fins i tot mil·límetres. A causa d'això, apareixeran raigs estrets a l'espai exterior. Això requerirà generadors i amplificadors de paràmetres modestos. Aleshores es necessitaran antenes molt més petites.
Iniciativa de TsNIIMash
El 2013, aquesta organització (que també és la divisió científica clau de Roscosmos) va proposar construir centrals solars espacials domèstiques. La seva potència prevista era d'entre 1 i 10 GW. L'energia s'ha de transmetre a la Terra sense fils. Amb aquesta finalitat, a diferència dels EUA i el Japó, els científics russos pretenien utilitzar un làser.
Política nuclear
La ubicació de les bateries solars a l'espai implica certs avantatges. Però aquí és important observar estrictament l'orientació necessària. La tècnica no ha d'estar a l'ombra. En aquest sentit, diversos experts es mostren escèptics sobre el programa lunar.
I avui es considera que el mètode més eficaç és "Energia nuclear espacial - energia espacial solar". Implica col·locar un potent reactor nuclear o generador a l'espai.
La primera opció té una massa enorme i requereix un seguiment i un manteniment acurats. Teòricament, podrà treballar de manera autònoma a l'espai durant no més d'un any. Aquest és un temps massa curt per als programes espacials.
El segon té una eficiència sòlida. Però en condicions espacials és difícil variarel seu poder. Avui, científics nord-americans de la NASA estan desenvolupant un model millorat d'aquest generador. Els especialistes nacionals també estan treballant activament en aquesta direcció.
Motius generals per al desenvolupament de l'energia espacial
Poden ser interns i externs. La primera categoria inclou:
- Un fort augment de la població mundial. Segons algunes previsions, el nombre d'habitants de la Terra a finals del segle XXI serà de més de 15.000 milions de persones.
- El consum d'energia continua augmentant.
- L'ús de mètodes clàssics de generació d'energia s'està tornant irrellevant. Es basen en petroli i gas.
- Impacte negatiu sobre el clima i l'atmosfera.
La segona categoria inclou:
- Caigudes periòdiques al planeta de grans parts de meteorits i cometes. Segons les estadístiques, això passa una vegada al segle.
- Canvis en els pols magnètics. Tot i que la freqüència aquí és una vegada cada 2000 anys, hi ha l'amenaça que els pols nord i sud canviïn de lloc. Aleshores durant un temps el planeta perdrà el seu camp magnètic. Això està ple de danys greus per radiació, però l'energia espacial ben establerta podria esdevenir una defensa contra aquests desastres.
