MOLDOVENII.MD

Spaţiu pământenilor şicana imensa putere de energie

Acest articol a fost tradus prin intermediul Google translate

Staţia Spaţială va fi amplasat la o altitudine de 35,700 km - o orbita geostationara (Figura NSS). Creşterea exponenţială a populaţiei şi epuizarea resurselor naturale au condus oamenii de stiinta sa inventeze cele mai incredibile proiecte pentru a salva planeta. Unul dintre ei - puterea cosmică, care poate transmite energia de la Soare la Pământ de radiaţiilor de microunde. Tehnologia nu este la fel de fantastic ca ar putea părea la prima vedere.

Este posibil ca circa treizeci de ani intr-o orbita geostationara Settle grup de obiecte, din care fiecare va fi suspicios semene cu "Death Star". Reflectat aripi imense, un fel de tunuri electromagnetice şi de la sol de antena receptoare este de zece kilometri în diametru aproximativ - asa ca va arata ca un sistem de alimentare cu energie la nivel mondial.
Mai degrabă, aceasta a reprezentat designeri, cum ar fi devreme în 1970. Şi chiar şi atunci nu a fost science-fiction! În legătură cu criza de energie, guvernul american a alocat 20 milioane dolari agenţia de NASA si compania Boeing pentru studiul proiectului SPS satelit gigant (Solar Power satelit).

benzi kilometri de suprafaţă convenţionale la o înălţime de orbita geostationara primeşte anual aproximativ 212 terawatt de energie, care este comparabilă cu valoarea totală de energie din rezervele de petrol în valoare de aproximativ 250 de terawatt-ani (Figura NSS).

Oamenii de ştiinţă au calculat că o unitate SFS ar fi de bază "orbita" de putere (puterea baseload) aproximativ cinci mii de megawaţi, din care, după toate pierderile, cei doi au scăpat în utilizatorii finali. Pentru comparaţie: puterea cea mai mare Rusia Sayano-Shushenskaya GES este de 6400 de megawaţi. Cifre comparabile.
Cu toate acestea, costul estimat al proiectului, în funcţie de zvonuri, a fost de aproximativ un trilion de dolari ... verdictul - "punct de vedere economic nepractice. Dar, de atunci de performanţă numai celulele fotovoltaice crescut de mai multe ori - de la 10% la 40% (mai exact, la 42,8%), fără a menţiona progresele in domeniul microelectronicii.
Şi nu a trecut neobservată: National Space Society ( NSS ) a prezentat la U. S. Departamentul Apararii ( DoD ) Raportul, care a analizat perspectivele de puterea de spaţiu şi a schiţat un prototip conceptual pentru staţia orbitală viitor.
Să încercăm să înţelegem ce previne a alerga it acum.

Principalul avantaj al energiei în spaţiu deschis - eficienţă ridicată. luminii difuze şi absorbţia de energie a apei atmosferice şi a moleculelor de gaz care alcătuiesc aer, care consumă aproximativ 35% din energia fotonului. Dar cel mai important - volatilitatea sursă radiaţii: întrebarea este, în funcţie de ora din zi, anotimp şi vreme.
Toţi aceşti factori reducerea volumului total de potenţialul de celule solare de la sol, la 75-90%, care este un ordin de mărime. În acelaşi timp, într-o orbita geostationara, satelitul va fi în funcţiune pe tot parcursul anului, cu întreruperi în alimentarea cu energie minore în timpul echinocţiului de - şi apoi pe 75 minute.
Pentru a asigura "colective" funcţii de aparat nou, cu numele de cod SBPS (Space-Based Solar Power) sunt două surse: mai mult de o dată a încercat să celulele solare conventionale prin satelit si motoare termice. Opţiunea cu panouri solare este de a promova doar NSS.
Un alt, mai puternic, tehnologia este unitatea de obicei termice, care transformă lumina în energie prin concentrarea acesteia - lentile optice, de exemplu. Cu toate acestea, el are un dezavantaj semnificativ: o deviere uşoară a unui satelit, chiar şi cu câteva grade va provoca o scădere bruscă a puterii de până la zero.
Da, şi eficienţa specifice PV incomparabil mai mare - de la 10 la 0,5 kg / kW. Factorul de masă livrate pentru marfă orbita joacă un rol important în fezabilitatea proiectului.

Microundele pot fi transmise prin atmosfera Pământului la o frecvenţă de 2.45 la 5.8 GHz. Optim este considerat intervalul inferior - creşte şi mai mult în frecvenţă (şi de reducere proporţională a dimensiunii emiţător) este nerentabil, deoarece radiaţiilor de microunde are un nivel mai ridicat de absorbţie atmosferică (Figura NSS / Mafic Studios).

SBPS doua mare funcţie - în ordine, dar nu în ultimul rând - este transferul wireless de energie. Multe dintre tehnologia asociată cu raze misterioase Tesla, şi alte fenomene aproape mistic.
De fapt, de cercetare în această direcţie au fost într-adevăr, prima dată făcut mare inventator sârb. Dar de atunci multa apa a curs, şi acum, transferul de impuls cu fascicul de microunde nu este ceva supranatural.
Chiar şi în curs de dezvoltare nasovskogo proiectului Jet Propulsion Laboratory ( JPL ), au reuşit să obţină 82% eficienţă - eficienţa unor astfel de dispozitive înregistrate în transferul de 30 de kilowaţi, la o distanţă de o milă în 1975.
Acesta pare a fi nici o problema. Totusi, utilizarea sistemelor de transport cu microunde, spre deosebire de panourile solare, există unele limitări.

În primul rând, această cerinţă la dimensiunea de antenă. Calculele au arătat că cele mai eficiente va fi difuzat pe o frecvenţă de 2,45 GHz - aceasta vă permite să menţină raport de aspect optim al emiţător şi receptor. Dar chiar şi în acest caz, diametrul transmiţător prin satelit va fi un km, şi un receptor terestru - 10 mile.
În al doilea rând de energie electrică, electronică, capabile să funcţioneze la temperaturi foarte ridicate (sub lumina directă a soarelui), şi conversia în microunde, în timp ce pur şi simplu nu există. Potrivit experţilor de la NSS, problema pare imposibil de rezolvat, cu toate acestea, cum se spune, nu se ştie niciodată, până când încercaţi.
Şi, în al treilea rând, posibilitatea de transmitere a semnalului foarte eficiente de pe orbită, în ciuda optimismului de diferite grupuri de dezvoltatori care nu sunt încă clare. În timp ce în Hawaii recent a reuşit să pună în aplicare pulsul transmitere la o distanta de 148 km - peste limita oficiale între atmosfera Pământului şi spaţiul cosmic.
Deoarece radiatii non-ionizante, probleme cu "trecere" din ionosfera în teorie, nu ar trebui să fie. Dar poate că, dată fiind dispersia şi absorbţia, şi să păstreze eficienţa transmitere la un nivel acceptabil - până la o întrebare deschisă.

Controversatul problemele cele mai sunt, desigur, ecologie şi ameninţare la adresa securităţii umane. De matrice ilustraţie arată doar idilic acelaşi. Din păcate, sponsorii nu spun nimic despre ce se va întâmpla în cazul în care "la vedere greşeşte." Dimpotrivă, prevede pentru cuptorul cu microunde fascicul de opţiunea de transfer de la un emiţător la antenă mai multe tablouri. Se crede că experimentele pe animale nu a confirmat impact negativ posibil - intensitatea cu microunde de pe Pamant va fi de aproximativ o şesime din intensitatea luminii solare, la prânz (Figura NSS).

În reziduu uscat, dacă ne aruncă în legătură cu fezabilitatea de transmisie wireless de spaţiu - numai economia. Cu dimensiunea de emiţător, le-am citit deja. Zona de panouri solare va fi mai mult.
Cum glisaţi-l în spaţiu, dar încă colecta? Asta în cazul în care ciupeste pantof. Potrivit calculelor NSS, cu costul actual kilowaţi lansarea de energie nu pot "cântăreşte" mai mult de 3,6 kilograme. În limita superioară a acestui interval, în funcţie de americani, proiectul de modul deVaeth - face numai în numerar, precum şi decizia intenţionată a guvernului.
Costul de om-ore (şi pentru instalarea avea nevoie de un număr incredibil de lucrători în spaţiu deschis), a înlocuit în studiul de fezabilitate de auto-asamblare robotizate. Ce este, de asemenea, discutabilă, pentru că nimeni nu ştie dacă toată această muncă este cu adevărat.
Cu toate acestea, autorii proiectului sunt optimiste. Potrivit lui John Menkinsa ( Ioan Mankins ), a lucrat anterior la un program similar de la NASA, sub rezerva la alocarea de fonduri în 2009, un model demonstraţie de capacitate de satelit de 100 de megawati va fi capabil să ruleze în 2017. Şi deja până în 2020 (până la 2025-miu) va zbura in spatiu cinci seturi de o capacitate totală de 20 de gigawati.

ISS , sau aproximativ 39 miliarde dolari. Dar acest lucru nu este probabil suficient - doar costul de exploatare a unor experţi estimează la 20 miliarde dolari (NSS figura)." width=478 height=684>
De mai sus - un concept demonstraţie model SBPS prin satelit. De mai jos - kosmostantsiya, care, aparent, va trebui să construim pentru instalarea unor staţii orbitale. Mai mult şi minerale pe Lună a mea vreau. numerele specifice nu sunt numite, dar costul proiectului, estimat la un nivel modest, cu ISS , care este de aproximativ 39 miliarde dolari. Dar acest lucru nu va fi probabil suficient - doar costul de exploatare a unor experţi estimează la 20 miliarde dolari (NSS figura).

Dar aceasta ar echivala cu numai aproximativ 2% din consumul anual de energie electrică în SUA, asa ca se pare să se oprească puţin cinci program spaţial centrale electrice lobby nu este colectate. Ei bine, japonezii sunt luaţi vizează, de asemenea, în 2030, cu planul său. Deci, unele progrese în acest domeniu în viitorul apropiat să se întâmple.
Mai degrabă, eforturile vor trebui să se unească - exemplu de ISS. Americanii cu acest lucru, în principiu, de acord. Da, şi un program de spaţiu pe scară largă lansează de a rezolva singur este nerealist. Este că lansează private pentru a ajuta.
În orice caz, puterea spatiu de proiect promite să fie o contribuţie majoră la "alternative" pentru a termina cursa care omenirea se aşteaptă pentru a vedea o solutie la problemele lor de energie.