Ученые хотят создать электростанцию в космосе. Насколько это реально и как поможет человечеству?
Научпоп22 августа 2022, 20:00
Среди прочего, 2022 год может принести человечеству один из самых масштабных энергетических кризисов в современной истории.
Некоторые эксперты считают, что только атомные электростанции могут гарантировать глобальную энергетическую безопасность. Хотя полноценный переход на АЭС по всему миру займет как минимум несколько лет.
Ввиду этих и других более серьезных геополитических проблем, борьба с климатическими изменениями и отказ от ископаемых источников энергии, очевидно, отошли на второй план.
Даже несмотря на то, что глобальное потепление уже в прямом смысле убивает нашу планету. А от аномальной жары на разных континентах страдают люди, животные и растения, которым сегодня грозит шестое массовое вымирание.
Усиление парникового эффекта посредством сжигания еще большего количества ископаемого топлива вряд ли поможет решить эту проблему.
Недавно ученые из ESA предложили футуристический проект, который призван покончить с энергетической зависимостью государств, а также защитить Землю от неминуемой катастрофы.
Как всегда, для этого нужно тесное международное сотрудничество, очень много времени и еще больше денег.
Подпишитесь на NV Премиум и читайте без ограничений
Нам необходима ваша поддержка, чтобы заниматься качественной журналистикой
Энергия космоса
Как известно, ежедневно Земля получает от Солнца в разы больше энергии, чем все человечество потребляет за год. Проблема заключается в том, что пока мы не научились эффективно собирать и использовать эту энергию.
Гораздо более современный метод добычи солнечной энергии планируют разработать в ESA: генеральный директор агентства Йозеф Ашбахер запросит у правительства ЕС деньги на новую программу Solaris.
В рамках этой программы планируется проведение масштабного исследования, которое позволить оценить перспективы сооружения солнечной электростанции на орбите Земли.
По предварительным данным, такая станция сможет перерабатывать более мощные потоки солнечной энергии вне земной орбиты на электроэнергию, передавая ее на Землю с помощью высокочастотного радиоизлучения и лазерных лучей.
Журналисты британской газеты Frazer-Nash подсчитала, что общая стоимость постройки, запуска и эксплуатации станции в период с 2022-го по 2070-й будет варьироваться в диапазоне от 149 до 262 миллиардов евро.
При этом, проект должен удовлетворить энергетические потребности Европы и сохранить цель по достижению нулевых углеродных выбросов к 2050-му. Предполагается, что основное созвездие из 54 спутников «гигаваттного класса» принесет более $600 млрд прибыли за аналогичный период к 2070 году.
«У нас уже есть основные строительные блоки, но позвольте мне прояснить: для успеха проекта по-прежнему необходимы значительные технологические разработки и финансирование», — заявил Ашбахер.
В ESA также считают, что реализация проекта Solaris позволит Европе стать «ключевым игроком и потенциальным лидером в международной гонке за масштабируемыми решениями в области экологически чистой энергии».
В лучшем случае, стоимость одного спутника для Solaris может составить 8,1 млрд евро, а стоимость его эксплуатации в течение 30 лет — 7,5 млрд, гласит исследование консалтинговой компании Roland Berger.
Аналитики предполагают, что у этого проекта есть большой потенциал для того, чтобы «стать конкурентоспособной технологией возобновляемых источников энергии». В прошлом году правительство Великобритании включало добычу энергии в космосе число других технологий альтернативной энергетики.
Предполагалось, что первый британский спутник, который сможет передавать солнечную электроэнергию с орбиты на Землю, появится в 2035 году.
Проблемы проекта
О похожих разработках сегодня заявляют и в Китае: недавно Академия космических технологий КНР анонсировала проведение испытания по беспроводной передаче энергии.
Эксперименты должны провести на низкой околоземной орбите в 2028 году, а вывод спутник мегаваттного класса на геостационарную орбиту планируется к 2030-му.
Несмотря на то, что крайне эффективные ракеты-носители (вроде разрабатываемой SpaceX Starship) помогут значительно снизить затраты на запуск, у подобных проектов остается ряд ключевых проблем.
Среди них — отсутствие ключевых технологий, длительная разработка и производство новых систем, а также политические последствия первой в истории передачи энергии из космоса.
Даже согласно плану китайских ученых, начало эксплуатации первых рабочих спутников, которые производить до двух гигаватт электроэнергии, начнется не раньше 2050 года. Эти спутники планируют разместить на высоте около 36 тыс. км над поверхностью Земли, и они будут практически неподвижными относительно нашей планеты.
Впервые концепция космической электростанции появилась в 1960-х, но до сих пор все разработки в этом направлении находятся только на начальном этапе.
Напомним, согласно недавнему исследованию группы астрофизиков из NASA и нескольких американских университетов, вопрос выживания человечества в ближайшие несколько столетий будет зависеть именно от новых технологии добычи и производства энергии.
Ведущий автор исследования Джонатан Цзян из Лаборатории реактивного движения NASA заявил, что если человечество быстро не переключит источники энергии на ядерные и возобновляемые, — мы нанесем слишком большой ущерб биосфере Земли, чтобы продолжать какое-либо движение по цивилизационной шкале Кардашева.
Ученые считают, что странам уже сейчас нужно достичь ежегодного роста использования возобновляемой и ядерной энергии на 2,5%, чтобы в следующие 20−30 лет эти источники энергии вытеснили ископаемое топливо.