Юный техник, 2014 № 11 - [8]
Пока же идет детальная проработка проекта. Вскоре японцы намерены запустить на низкую орбиту демонстрационный спутник, который будет не только вырабатывать электричество своими солнечными панелями, но и сбрасывать его на Землю по «силовому лучу». Мощность такого прототипа летающей солнечной станции составит порядка 100 кВт. А полноразмерную промышленную установку на геостационарной орбите Страна восходящего солнца намерена развернуть к 2030 году.
При этом может оказаться, что японцев опередят американцы. Одна компания из Калифорнии пообещала запустить в космос коммерческую солнечную электростанцию мощностью в 200 МВт уже в 2016 году. Россия тоже разрабатывает свой проект космической солнечной электростанции (КСЭС). На сегодняшний день проектируется демонстрационный прототип КСЭС мощностью 100 кВт. В его создании принимают участие ведущие предприятия ракетно-космической отрасли страны, в их числе НПО имени Лавочкина и РКК «Энергия».
Таким образом, намечается очередная космическая гонка. «Если в США к 2016 году сделают эту станцию, как они в свое время объявили, а мы к тому времени только начнем ее делать, будет уже поздно, — заявил журналистам главный научный сотрудник российского Центрального научно-исследовательского института машиностроения Виталий Мельников. — Так что надо торопиться».
И в самом деле, в США разработки такой станции ведутся с 1968 года, в Японии — с 90-х годов прошлого века. И если, по мнению Мельникова, Россия опоздает с развертыванием КСЭС, а в космосе появятся зарубежные электростанции, то наш газ резко упадет в цене, и отечественную экономику ждет очередной кризис. «Поэтому надо успеть занять свое место на рынке космического электричества. Россия является единственной страной в мире, имеющей опыт создания бескаркасных центробежных космических крупногабаритных конструкций», — подчеркнул Мельников.
По его словам, в целом космическая энергосистема будет выглядеть так: зеркала-концентраторы направляют на солнечную панель излучение, которое преобразуется в мощный микроволновый луч с частотой 2,5–6 ГГц, который и направляют на приемную станцию, расположенную на поверхности Земли.
Такая система позволяет концентрировать зеркалами на 35 % больше излучения, чем на поверхности Земли, где солнечный свет рассеивается облаками и атмосферой.
Микроволновый способ позволяет довести КПД передачи до 80–90 %. Однако у этого метода есть и ряд ограничений. Во-первых, это размер передатчика — минимальный его диаметр составит около 1 км. Приемник будет еще больше — около 5 км в радиусе. Во-вторых, электронные компоненты, позволяющие преобразовывать свет в микроволновое излучение, пока существуют лишь в виде малопригодных к промышленному использованию лабораторных прототипов. В-третьих, размеры зеркал и солнечных батарей оказываются в разы больше передатчика. Все вместе это квадратные километры материалов, которые нужно не только поднять на орбиту, но и собрать в единую конструкцию, настроить ее.
Поэтому в ЦНИИ машиностроения считают, что наиболее рационально передавать энергию из космоса на Землю при помощи инфракрасного лазера, который безопаснее, чем СВЧ-система. Такие разработки ведутся в Ракетно-космической корпорации «Энергия» и НПО имени Лавочкина.
Впрочем, пока дело дойдет непосредственно до самого строительства, специалистам придется решить еще немало проблем.
С. СЛАВИН
ПОДРОБНОСТИ ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ
Парадоксы арифметики
Помните легенду о том, какую плату попросил у правителя изобретатель шахмат? На шахматной доске, как известно, 64 клетки. Так вот изобретатель попросил за первую клетку дать ему одно зерно, за вторую — два, за третью — четыре…
И так удвоить количество зерен 64 раза. Простодушный повелитель согласился. Но оказалось, что просьба изобретателя невыполнима.
И это не единственный пример, наглядно демонстрирующий парадоксы математики. К примеру, можно смело утверждать, что лист бумаги толщиной 0,1 мм может стать больше всей Вселенной!
Для начала был опровергнут миф, что лист бумаги нельзя сложить пополам более 8 раз. На самом деле текущий рекорд уже составляет 12 раз, он принадлежит Бритни Гэлливен. Далее, теоретически, если у вас будет достаточно большой лист бумаги — и достаточно энергии для его складывания — вы можете сложить его сколько угодно раз. И здесь возникает другая проблема. Элементарный подсчет показывает: если вы сложите бумажный лист толщиной 0,1 мм 103 раза, толщина бумажной стопки превысит размеры известной нам Вселенной — 93 млрд. световых лет.
В самом деле, хотите верьте, хотите проверьте в пределах возможного, но уже третье складывание даст вам толщину человеческого ногтя. 7 складываний — и вы получите толщину блокнота в 128 страниц. 10 — и толщина бумаги составит примерно ширину ладони. При 23 складываниях вы получите стопку бумаги высотой в километр. 30 складываний выведут вас в космос, поскольку стопка будет иметь высоту в 100 км. 42 складывания доведут вас до Луны, а при 51 вы достанете до Солнца.
Просчитав размеры до 81-го складывания, вы получите стопку бумаги толщиной в 127 786 световых лет — это практически равно диаметру Туманности Андромеды.
