Njerëzimi ka nevojë për energji të pastër kristal në aspektin mjedisor, pasi metodat moderne të prodhimit të energjisë ndotin rëndë mjedisin. Ekspertët shohin një rrugëdalje nga ngërçi në metoda inovative. Ato lidhen me përdorimin e energjisë hapësinore.
Idetë fillestare
Historia filloi në vitin 1968. Pastaj Peter Glazer demonstroi idenë e teknologjisë masive satelitore. Një kolektor diellor iu montua atyre. Madhësia e saj është 1 milje katrore. Pajisjet supozohej të ishin të vendosura në një lartësi prej 36,000 km mbi zonën e ekuatorit. Qëllimi është mbledhja dhe transformimi i energjisë diellore në një brez elektromagnetik, një rrymë mikrovalore. Në këtë mënyrë, energjia e dobishme duhet të transmetohet në antenat e mëdha tokësore.
Në vitin 1970, Departamenti Amerikan i Energjisë, së bashku me NASA, studiuan projektin Glaser. Ky është Sateliti i Energjisë Diellore (shkurtesa SPS).
Tre vjet më vonë, shkencëtarit iu dha një patentë për teknikën e propozuar. Ideja, nëse zbatohet, do të sillte rezultate të jashtëzakonshme. Por kishteu kryen llogaritje të ndryshme dhe rezultoi se sateliti i planifikuar do të gjeneronte 5000 MW energji dhe Toka do të arrinte tre herë më pak. Ne përcaktuam gjithashtu kostot e parashikuara për këtë projekt - 1 trilion dollarë. Kjo e detyroi qeverinë të mbyllte programin.
vitet '90
Në të ardhmen, satelitët ishin planifikuar të vendoseshin në një lartësi më modeste. Për ta bërë këtë, ata duhej të përdornin orbitat e ulëta të tokës. Ky koncept u zhvillua në vitin 1990 nga studiues të Qendrës. M. V. Keldysh.
Sipas planit të tyre, në vitet 20-30 të shekullit të 21-të duhet të ndërtohen 10-30 stacione speciale. Secila prej tyre do të përfshijë 10 module energjetike. Parametri total i të gjithë stacioneve do të jetë 1.5 - 4.5 GW. Në Tokë, treguesi do të arrijë vlerat nga 0,75 në 2,25 GW.
Dhe deri në vitin 2100 numri i stacioneve do të rritet në 800. Niveli i energjisë së marrë në Tokë do të jetë 960 GW. Por sot nuk ka asnjë informacion as për zhvillimin e një projekti të bazuar në këtë koncept.
Veprimet e NASA-s dhe Japonisë
Në vitin 1994, u krye një eksperiment i veçantë. Ai u organizua nga Forcat Ajrore të SHBA. Ata vendosën satelitë të avancuar fotovoltaikë në orbitën e ulët të tokës. Për këtë qëllim janë përdorur raketa.
Nga viti 1995 deri në 1997, NASA kreu një studim të plotë të energjisë hapësinore. U analizuan konceptet e tij dhe specifikat teknologjike.
Në vitin 1998, Japonia ndërhyri në këtë fushë. Agjencia e saj hapësinore nisi një program për të ndërtuar një sistem elektrik hapësinor.
Në vitin 1999, NASA u përgjigj duke nisur një program të ngjashëm. Në vitin 2000, një përfaqësues i kësaj organizate, John McKins, foli para Kongresit Amerikan me një deklaratë se zhvillimet e planifikuara kërkojnë shpenzime të mëdha dhe pajisje të teknologjisë së lartë, si dhe më shumë se një dekadë.
Në vitin 2001, japonezët njoftuan një plan për të intensifikuar kërkimin dhe lëshimin e një sateliti testues me parametra 10 kW dhe 1 MW.
Në vitin 2009, agjencia e tyre e eksplorimit hapësinor njoftoi synimin e tyre për të dërguar një satelit special në orbitë. Ai do të dërgojë energji diellore në Tokë duke përdorur mikrovalë. Prototipi i tij fillestar duhet të lançohet në vitin 2030.
Gjithashtu në vitin 2009, u nënshkrua një marrëveshje e rëndësishme midis dy organizatave - Solaren dhe PG&E. Sipas saj, kompania e parë do të prodhojë energji në hapësirë. Dhe e dyta do ta blejë atë. Fuqia e një energjie të tillë do të jetë 200 MW. Kjo është e mjaftueshme për të siguruar 250,000 ndërtesa banimi me të. Sipas disa raporteve, projekti filloi të zbatohej në vitin 2016.
Në vitin 2010, shqetësimi Shimizu publikoi materiale në lidhje me ndërtimin e mundshëm të një stacioni në shkallë të gjerë në Hënë. Panelet diellore do të përdoren në sasi të mëdha. Prej tyre do të ndërtohet një brez, i cili do të ketë parametra 11000 dhe 400 km (përkatësisht gjatësi dhe gjerësi).
Në vitin 2011, disa kompani të mëdha japoneze konceptuan një projekt të përbashkët global. Ai përfshinte përdorimin e 40 satelitëve me bateri diellore të montuara. Valët elektromagnetike do të bëhen përcjellës të energjisë në Tokë. Pasqyra do t'i marrë atame një diametër prej 3 km. Ai do të përqendrohet në zonën e shkretëtirës së oqeanit. Projekti ishte planifikuar të niste në vitin 2012. Por për arsye teknike, kjo nuk ndodhi.
Probleme në praktikë
Zhvillimi i energjisë hapësinore mund ta shpëtojë njerëzimin nga kataklizmat. Megjithatë, zbatimi praktik i projekteve ka shumë vështirësi.
Siç ishte planifikuar, vendndodhja e një rrjeti satelitësh në hapësirë ka përparësitë e mëposhtme:
- Ekspozimi i vazhdueshëm ndaj diellit, domethënë veprim i vazhdueshëm.
- Pavarësi e plotë nga moti dhe pozicioni i boshtit të planetit.
- Nuk ka dilema me masën e strukturave dhe gërryerjen e tyre.
Zbatimi i planeve ndërlikohet nga problemet e mëposhtme:
- Parametra të mëdhenj të antenës - transmetuesi i energjisë në sipërfaqen e planetit. Kështu, për shembull, që transmetimi i synuar të ndodhë duke përdorur mikrovalë që kanë një frekuencë prej 2.25 GHz, diametri i një antene të tillë do të ishte 1 km. Dhe diametri i zonës që merr rrjedhën e energjisë në Tokë duhet të jetë së paku 10 km.
- Humbja e energjisë kur lëviz në Tokë është rreth 50%.
- Shpenzime kolosale. Për një vend, këto janë shuma shumë domethënëse (disa dhjetëra miliarda dollarë).
Këto janë të mirat dhe të këqijat e energjisë hapësinore. Fuqitë drejtuese angazhohen për eliminimin dhe minimizimin e mangësive të tij. Për shembull, zhvilluesit amerikanë po përpiqen të zgjidhin dilemat financiare me ndihmën e raketave SpaceXs Falcon 9. Këto pajisje do të ulin ndjeshëm koston e zbatimit të programit të planifikuar (në veçanti, lëshimin e satelitëve SBSP).
Programi hënor
Sipas konceptit të David Criswell, është thelbësore të përdoret Hëna si bazë për vendosjen e pajisjeve të nevojshme.
Ky është vendi optimal për të zgjidhur dilemën. Përveç kësaj, ku është e mundur të zhvillohet energjia hapësinore, nëse jo në Hënë? Ky është një territor që nuk ka atmosferë dhe mot. Prodhimi i energjisë këtu mund të vazhdojë vazhdimisht me efikasitet të fortë.
Përveç kësaj, shumë komponentë të baterive mund të ndërtohen nga materiale hënore, si dheu. Kjo ul ndjeshëm kostot në analogji me variacionet e tjera të stacioneve.
Situata në Rusi
Industria e energjisë hapësinore e vendit po zhvillohet në bazë të parimeve të mëposhtme:
- Furnizimi me energji është një problem social dhe politik në shkallë planetare.
- Siguria mjedisore është meritë e eksplorimit kompetent të hapësirës. Duhet të zbatohen tarifat e energjisë së gjelbër. Këtu domosdoshmërisht merret parasysh rëndësia shoqërore e bartësit të saj.
- Mbështetje e vazhdueshme për programet inovative të energjisë.
- Përqindja e energjisë elektrike të prodhuar nga termocentralet bërthamore duhet të optimizohet.
- Identifikimi i raportit optimal të energjisë me përqendrimin e tokës dhe hapësirës.
- Aplikimi i aviacionit hapësinor për edukimin dhe transmetimin e energjisë.
Energjia hapësinore në Rusi ndërvepron me programin e OJF-së të Ndërmarrjes Unitare të Shtetit Federal. Lavochkin. Ideja bazohet në përdorimin e kolektorëve diellorë dhe antenave të rrezatimit. Teknologjitë bazë - satelitë autonome të kontrolluar nga Toka nëndihmë pulsi pilot.
Spektri i mikrovalëve me valë të shkurtra, madje milimetra, përdoret për antenën. Për shkak të kësaj, rrezet e ngushta do të shfaqen në hapësirën e jashtme. Kjo do të kërkojë gjeneratorë dhe përforcues të parametrave modest. Atëherë do të nevojiten antena dukshëm më të vogla.
Iniciativa e TsNIIMash
Në vitin 2013, kjo organizatë (e cila është edhe ndarja kryesore shkencore e Roscosmos) propozoi ndërtimin e termocentraleve të brendshme të hapësirës diellore. Fuqia e tyre e synuar ishte në intervalin 1-10 GW. Energjia duhet të transmetohet në Tokë me valë. Për këtë qëllim, ndryshe nga SHBA dhe Japonia, shkencëtarët rusë synuan të përdornin një lazer.
Politika bërthamore
Vendndodhja e baterive diellore në hapësirë nënkupton disa avantazhe. Por këtu është e rëndësishme të vëzhgoni rreptësisht orientimin e nevojshëm. Teknika nuk duhet të jetë në hije. Në këtë drejtim, një numër ekspertësh janë skeptikë në lidhje me programin hënor.
Dhe sot metoda më efektive konsiderohet të jetë "Fuqia bërthamore hapësinore - fuqia hapësinore diellore". Ai përfshin vendosjen e një reaktori ose gjeneratori të fuqishëm bërthamor në hapësirë.
Opsioni i parë ka një masë të madhe dhe kërkon monitorim dhe mirëmbajtje të kujdesshme. Teorikisht, do të jetë në gjendje të punojë në mënyrë autonome në hapësirë jo më shumë se një vit. Kjo është një kohë shumë e shkurtër për programet hapësinore.
E dyta ka një efikasitet solid. Por në kushtet hapësinore është e vështirë të ndryshoshfuqia e saj. Sot, shkencëtarët amerikanë nga NASA po zhvillojnë një model të përmirësuar të një gjeneratori të tillë. Në këtë drejtim po punojnë aktivisht edhe specialistë vendas.
Motivet e përgjithshme për zhvillimin e energjisë hapësinore
Mund të jenë të brendshëm dhe të jashtëm. Kategoria e parë përfshin:
- Një rritje e mprehtë e popullsisë së botës. Sipas disa parashikimeve, numri i banorëve të Tokës deri në fund të shekullit të 21-të do të jetë më shumë se 15 miliardë njerëz.
- Konsumimi i energjisë vazhdon të rritet.
- Përdorimi i metodave klasike të prodhimit të energjisë po bëhet i parëndësishëm. Ato bazohen në naftë dhe gaz.
- Ndikim negativ në klimë dhe atmosferë.
Kategoria e dytë përfshin:
- Rënie periodike në planetin e pjesëve të mëdha të meteoritëve dhe kometave. Sipas statistikave, kjo ndodh një herë në shekull.
- Ndryshimet në polet magnetike. Edhe pse frekuenca këtu është një herë në 2000 vjet, ekziston një kërcënim që polet e veriut dhe të jugut të ndryshojnë vendet. Pastaj për ca kohë planeti do të humbasë fushën e tij magnetike. Kjo është e mbushur me dëmtime serioze nga rrezatimi, por energjia hapësinore e krijuar mirë mund të bëhet një mbrojtje kundër fatkeqësive të tilla.
