Технология сбора солнечной энергии в космосе для обеспечения глобального доступа к чистой и доступной энергии, ранее считавшаяся научной фантастикой, приближается к реальности. В рамках проекта команда Калтеха разрабатывает созвездие модульных кораблей, способных собирать солнечный свет, преобразовывать его в электричество и передавать по беспроводной связи туда, где требуется.
С конца 1960-х годов исследуется идея сбора солнечной энергии в космосе и её передачи на Землю. Такой метод может обеспечить непрерывное производство электроэнергии, не зависящее от погодных условий, благодаря круглосуточному облучению. Энергетический потенциал в космосе будет примерно в восемь раз выше на квадратный метр солнечной панели, чем на Земле.
До сих пор экономические и технологические ограничения не позволяли развивать реальные проекты. Сейчас ситуация меняется. Великобритания серьезно изучает этот вопрос, Китай также заинтересован в этом. Проект американского университета Калтех, работающий над этим уже десять лет, является одним из самых передовых. Благодаря финансированию спонсоров университет преодолел множество технических препятствий и смог нанять инженеров.
Сверхлегкая и модульная конструкция
Исследователи стремятся создать глобальный источник чистой, возобновляемой и доступной энергии: сбор солнечного света, его преобразование в электрическую энергию и передача на Землю с помощью радиочастотных волн. Для достижения цели проект состоял из трех частей.
Одна команда разрабатывала сверхлегкие и высокоэффективные фотоэлектрические системы для космических условий. Вторая группа занималась созданием недорогой и легкой технологии преобразования постоянного тока в радиочастотную энергию для передачи сигналов на Землю в виде микроволн.
Две команды совместными усилиями разработали плитку размером примерно десять сантиметров и весом менее двух с половиной граммов. Ее предназначено для монтажа в полосы длиной до шестидесяти метров, каждая два метра. Полосы объединятся в модули площадью около 60 квадратных метров.
Третьей команде дали задание разработать складывающиеся, ультратонкие и ультралегкие космические конструкции для размещения всех компонентов. Цель – развернуть несколько таких модулей в космосе. Модули будут разделяться на секции, чтобы занимать минимальное место в ракетах до запуска в космос.
Вот как будет выглядеть солнечная электростанция, грубо говоря.
Учёные также обсуждали место установки такой солнечной электростанции: целесообразно ли размещать её на геосинхронной орбите с постоянным направлением на один приемник на Земле или же использовать более низкую и менее дорогую орбиту, где потребуется несколько солнечных коллекторов и несколько земных приемников?
На данный момент финансовые оценки склоняются в сторону второго варианта. Пятимодульный проект на средней околоземной орбите потребует не менее 39 запусков ракет, а стоимость космической солнечной энергии составит около одного-двух долларов за кВт/ч, что все равно дорого.
Сразу же потребуется провести испытания. В скором времени на орбиту запустят макет панели для проверки данного метода.