Солнечная Энергия.

Говорить о надвигающемся на человече­ство кризисе энергетических и минеральных ресурсов уже давно стало привычным делом Однако все оценки на этот счет исходят из предполагаемого замедления роста населения Земли, правда, неизвестно каким образом (хотя обсуждаются разные варианты сокраще­ния рождаемости).

Если же экстраординарные меры против бурного размножения человечества не будут приняты, то, согласно данным Организации Объединенных Нации к началу XXII века (пос­ле 2100 года) население Земли достигнет 11 5 миллиардов человек (сегодня - вполовину меньше)!

Предположим что уровень потребления земных ресурсов к тому времени сравняется с нынешним американским (видимо, это не так уж невероятно через 100 лет') В таком случае будущее наших даже ближайших потомков вы­рисовывается просто ужасающим' Если при нынешнем темпе потребления нефти ее изве­стных запасов, как считают ученые хватит на 40 лет, то при "американском темпе спустя век, - всего на 7 лет Угля. считаем, хватит на 220 лет. а через 100 лет его достало бы лишь на 30 лет' Меди имеем на 40 лет. а через 100 лет- на 4 года' Цинка - вместо 20 лет- наЗ года итд. итп. Не говорим уже о продовольствии и пресной воде.

Как же быть? Выход один - искать новые вы­сокоэффективные источники энергии не зави­сящие от наших планетарных ресурсов и. что немаловажно, экологически чистые. Можно конечно, уповать на то, что за 100 лет люди чему-нибудь научатся Но как представляется и сейчас уже не рано думать об этом.

Атомная и термоядерная энергетика ко­нечно были бы очень хороши если бы не со­бытия, подобные Чернобылю и если бы люди научились управлять термоядерной реакцией (что уже много лет никак не получается). Остается надеяться на помощь космоса.

Имеется в виду бескрайнее море солнеч­ной энергии разливающейся по космическо­му пространству которую можно было бы в принципе как-то концентрировать и отправлять на Землю Согласно одному из предваритель­ных проектов эту задачу могли бы выполнить искусственные спутники Земли несущие сол­нечные батареи подобные используемый ныне на российской орбитальной станции Мир.

Идея спутников с солнечными батареями не нова Она была высказана в 1968 году и за­патентована в 1973 Однако проработки про­екта выполненные в конце 70-х - начале 80-х годов показали явную экономическую нецеле­сообразность его осуществления Но в после­дующие годы благодаря повышению эффек­тивности солнечных батареи и открывшейся возможности сравнительно дешевых запуске в с помощью российских ракет идея обрела эко­номический смысл

Разумеется батареи на спутниках должны иметь гигантские размеры Сейчас самая боль­шая конструкция на орбите - космическая стан­ция Мир Она имеет длину 24 метра и вес -более 100 тонн' Спутник же способный скон­центрировать на своих батареях и отправить на Землю энергию достаточную для нагрева 5 миллионов бытовых электрических печей (крупная атомная электростанция обогревает лишь 1 миллион печей! должен иметь разме­ры порядка 10 километров длины С) и 3 кило­метра ширины Такая конструкция даже изго­товленная из сверхлегких материалов будет весить многие сотни тонн' Запустить ее на ор­биту конечно будет очень трудно

Принцип работы спутника с солнечными батареями сводится к тому что солнечный свет падает на плоскую поверхность батареи сло­женную из полупроводниковых элементов и в полупроводниках возникает электрический ток перетекающий с освещенной стороны батареи на затемненную В электрический ток преоб­разуется от 5 до 10 процентов солнечной энер­гии Это конечно мало Внушают оптимизм но­вые полупроводники из соединении галлия и арсенида которые повышают этот про цент до 40.

Теперь как передать полученную электро­энергию на Землю7 Предлагается использо­вать микроволновое излучение всем знакомое по бытовым микроволновым печам Микровол­ны - это электромагнитное излучение подоб­ное видимому свету но со значительно боль­шей длиной волны - от одного миллиметра до одного метра Микроволновое излучение про­ходит через земную атмосферу с минимальны­ми потерями энергии - в хорошую погоду те­ряется всего 2 процента.

Это излучение впервые использовалось в радиолокаторах в годы Второй мировой воины В послевоенные десятилетия устройства пре­образующие электрический ток в микроволно­вое излучение значительно усовершенствова­лись Экспериментальные системы сегодня уже преобразуют ток в микроволны которые поступают от излучающей антенны к приемной и в ней вновь превращаются в электрический ток При этом сохраняется 60 процентов энер­гии.

Система спутников с солнечными батаре­ями должна будет иметь несколько сот гене­раторов микроволнового излучения' Они бу­дут работать на орбитальную антенну диамет­ром 1 километр От нее излучение пойдет на наземную приемную антенну размерами тоже немалыми - 10 на 13 километров. Есть проект соорудить такую конструкцию на плавучем ос­новании в океане Тепло от нее будет нагре­вать воду и появится возможность разводить под этим сооружением рыбу, причем в коли­честве до 5 процентов от всей рыбы потреб­ляемой в США.

Микроволновое излучение с космической орбиты будет узконаправленным так что оно не представит опасности для здоровья людей Даже если все энергопотребление Соединен­ных Штатов Америки покроется спутниками с солнечными батареями микроволновая ради­ация не выйдет за пределы существующих до­пустимых норм Подобная система по расче­там специалистов, может появиться на косми­ческой орбите примерно к 2030 году.

В дополнение к сказанному можно доба­вить что спутник с солнечными батареями может быть выведен на геостационарную ор­биту (с тем чтобы он постоянно находился над одним и тем же местом на Земле) на вы­соту 36 километров Этот спутник будет пе­рерабатывать солнечную энергию практичес­ки круглый год и направлять ее на одну и ту же наземную приемную антенну Отсюда электрический ток уже пойдет к потребите­лям Таких комплексов "Космос-Земля'' мо­жет быть сколько угодно.