Уже в 2016 году на орбите должна появиться американская космическая солнечная электростанция мощностью как у Днепрогэса - 1 ГВт. Как же доставить столько энергии из космоса на Землю? Идею еще в 1968 годы предложил американский ученый Питер Глейзер. На орбите надо разместить большие поля из солнечных батарей. Собранная энергия передается на Землю с помощью СВЧ-излучения или лазера. Здесь его принимает антенна, и принятое излучение преобразуется в электричество. Авторы подчеркивают, что излучение из космоса никак не сказывается на состоянии ионосферы и атмосферы. Дело в том, что подбирается такой диапазон излучения, который ими не поглощается.
Чтобы в 2016 году реализовать этот фантастический проект, собралась команда аэрокосмических "звезд": компании "Локхид" и "Боинг", а также несколько ведущих университетов и научных центров. Эта "игрушка" на орбите обойдется в 25 миллиардов долларов. Кстати, столько же стоила американская Лунная программа. Со своим амбиционным проектом выступила и Япония. Она намечает передавать энергию из космоса в 2018 году. Приемником должно стать "зеркало" диаметром в несколько километров, которое будет находиться в пустынном районе океана. Насколько реальны эти проекты? Ведь американцы и японцы уже несколько раз объявляли о подобных планах. Велись проработки, однако дальше дело не шло. А в 1991 году Центр им. Келдыша предложил концепцию космической энергетики. Предлагалось в 2020-2030 годы создать 10-30 таких станций суммарной мощностью на Земле до 2,25 ГВт. А к 2050-2100 годам довести число станций до 800 общей мощностью 960 ГВт. Это почти 200 Братских ГЭС. Но кризис в России поставил крест на этих планах.
- Думаю, что сейчас ситуация вокруг космических электростанций принципиально изменилась, - сказал "РГ" главный научный сотрудник ЦНИИмаша Виталий Мельников. - Приведу лишь один характерный факт. Китай уже заключил большой контракт на покупку космического электричества. То есть китайцы чувствуют будущую конъюнктуру.
Если еще 15-20 лет назад создание космической электростанции оценивалось в сотни миллиардов, а то и в триллион долларов, то сейчас речь идет совсем о других суммах. Намного подешевели и сами солнечные батареи, и запуск грузов в космос. Кроме того, значительно вырос КПД солнечных батарей. В итоге стоимость космической электростанции уже оценивается не в сотни, а десятки миллиардов долларов.
Неудивительно, на них уже положили глаз крупнейшие мировые компании. Оценки показывают, что выигрыш намного превзойдет затраты. Ведь есть шанс стать, по сути, монополистом в энергетике. Во-первых, КСЭС будет вырабатывать экологически абсолютно чистую энергию, никаких вредных выбросов. Во-вторых, даже при огромных первоначальных расходах цена космической энергии будет ниже, чем у тепловых и атомных станций. В-третьих, КСЭС делает страны независимыми от углеводородного сырья.
По словам Мельникова, именно сейчас создается мировой рынок космического электричества. Его можно сравнить с новым витком электрификации, но для всей планеты. И наша страна имеет все шансы оказаться лидером космической энергетики.
- Что предлагают американцы и японцы? - объясняет Мельников. - Строить в космосе жесткие циклопические платформы площадью 100 квадратных километров, высотой около километра. Даже на Земле никто на такие монстры не замахивался. А тут в космос с помощью десятков мощных ракетоносителей потребуется вывести около тысячи тонн конструкций, из которых затем на орбите собрать космическую электростанцию. Но это решение проблемы, что называется, в лоб. Россия имеет совершенно иную технологию, которая позволит отказаться от каркаса, от жесткой циклопической платформы и на порядки снизить вес космической электростанции.
Еще в 1993 году весь мир поразил летящий по небу солнечный отражатель. Эта площадка в 300 квадратных метров, толщиной 2 миллиметра весила всего 4 килограмма. Она сохраняла свою форму не за счет каркаса, а центробежных сил. Отражатель был отправлен в космос в капсуле, а выйдя на орбиту, развернулся. До сих пор этот эксперимент считается уникальным достижением российской науки, который никому не удалось повторить.
- Солнечные батареи можно сделать очень тонкими, толщиной около 12 микрон, - объясняет Мельников. - Из них на Земле можно собрать КСЭС большой площади, всю эту конструкцию сложить и поместить в капсулу. А на орбите станцию развернуть веером. У нас есть патент на подобные системы.
Россия, по мнению Мельникова, обладает еще одним преимуществом. Дело в том, что США и Япония намерены передавать энергию на Землю с помощью СВЧ-излучения. Но его эффективность намного меньше, чем у волоконных лазеров. Скажем, у СВЧ диаметр луча на Земле около 20 километров, а у лазера всего 40 метров. То есть концентрация энергии в сотни тысяч раз выше.
- Россия сегодня мировой лидер в производстве волоконных лазеров, у нас выпускается 70 процентов этой продукции, - говорит Виталий Мельников. - То есть мы обладаем и самой современной лазерной техникой, и уникальной технологией развертывания бескаркасных солнечных батарей. Это уникальный шанс для России возглавить гонку создания космических солнечных электростанций.
Справка "РГ"
Один из наиболее интересных вариантов космической электростанции предложен американским профессором из Института космических систем Дэвидом Крисвеллом. Ее надо размещать не в открытом космосе, а на поверхности Луны. Проект Крисвелла, несмотря на кажущуюся фантастичность, вполне реален. Здесь более чем достаточно сырья для изготовления солнечных батарей. А значит, их можно не доставлять с Земли, а "клепать" прямо на Луне. Эти установки будут аккумулировать солнечную энергию и передавать на Землю в виде СВЧ-излучения. На спутнике надо построить несколько антенных полей общей площадью в несколько сотен квадратных километров. Стоимость проекта, по предварительным оценкам, около 60 миллиардов долларов. Проект должен окупиться в течение пяти лет.