Пока ученые уже более полувека бьются над проблемой термоядерного синтеза, что должно было бы дать человечеству почти неограниченный источник дешевой энергии, такой источник уже миллиарды лет работает рядом. Это наше Солнце, которое вот уже более 4 млрд лет обеспечивает жизнь на Земле. Человечество собирает лишь микроскопические крохи его энергии с помощью солнечных панелей, ветряков и тому подобное. Радикально решить энергетический голод позволили бы космические электростанции. Европейское космическое агентство начало работать над этим.
Солнце – готовый реактор ядерного синтеза
Реакции ядерного синтеза в Солнце каждую секунду высвобождают 384,6 септильонов Ватт энергии (3,846х10^26 Вт). Это эквивалентно взрыву 1 820 000 000 «царь-бомб» — самой мощной термоядерной бомбы в истории.
К счастью, почти 100% сгенерированной Солнцем энергии излучается в космос. Земля получает лишь 1/2000000000 долю высвобожденной энергии. Около 30% этого поступления Земля излучает обратно в космос, примерно половину поглощают суша и океан, все остальное – атмосфера и облака.
Космические электростанции
Еще в 1920-х годах стало понятно, что, разместив поглотитель солнечной энергии на орбите Земли, можно получить мощный источник неисчерпаемой энергии. Одним из первых такой проект начал разрабатывать Константин Циолковский – отец ракетной техники.
Лишь века спустя – в 2020-х годах – эта идея, которая оставалась исключительно на страницах фантастических романов, получила шанс стать реальностью.
Необходимость в космической электростанции объясняется тем, что солнечные панели, ветряки и другая «зеленая» энергетика является нестабильной. Солнечные панели генерируют электричество в солнечный день, ветряная мельница работает только при наличии ветра. Для стабильного круглосуточного снабжения электричества нужны стабильные источники, которые не зависят от времени суток или погоды. Сегодня это угольные или газовые электростанции, атомные станции, гидроэлектростанции и тому подобное.
Космическая электростанция может находиться на такой орбите, чтобы 24 часа в сутки она была освещена Солнцем. Отсутствие земной атмосферы, которая частично поглощает солнечное излучение, позволит получать больше энергии, чем это возможно на Земле.
Какой может быть космическая электростанция
Существует два варианта космических электростанций. Первый – в виде одного космического объекта, который собирают на орбите. Однако, несмотря на то, что нужная площадь панелей космической электростанции должна быть не менее 10 квадратных километров, создание такого объекта может оказаться недоступным для существующих сегодня технологий.
Другой концепт – тысячи небольших спутников, которые легко запускать в космос и которые сами соберутся в одну электростанцию. Подобный проект в 2017 году представили разработчики из Калифорнийского института технологий. Каждый спутник весит всего 280 граммов на квадратный метр.
Другой проблемой космической электростанции является передача собранной энергии на Землю. Пока не придумали ничего лучше, как транслировать ее в виде мощного радиоизлучения. Исследователи японского космического агентства уже продемонстрировали рабочий прототип такой установки.
Когда ждать энергию из космоса
Остается еще много работы, прежде чем космическая электростанция станет реальностью. Европейское космическое агентство объявило конкурс проектов для поиска оптимальной реализации космической электростанции.
Однако уже есть планы коммерческого запуска. Разработанная Китаем система «Омега» должна заработать к 2050 году. Она будет выдавать до 2 ГВт электричества. Чтобы получить такую же мощность с помощью солнечных панелей на Земле, нужна ферма из более шести миллионов панелей.
