Существование универсальной космической , которую использует человек, реализующую его сверхчувственные феномены, представляли себе различные народы ещё много веков назад. Индийская философия показывает одно из самых интересных её представлений, то есть существование праны, то есть космическую , существующую в пяти разных видах и поддерживающую различные жизненные процессы, такие как «ветер тела».
Священные книги буддистов и индусов описывают точно такую же космическую праэнергию, которую обозначает мистический слог «Ом» либо же «Аум», которые вызывают колебания в мозге. Такие колебания способны приводить всевозможные нервные центры человека () в определённое состояние. Именно оно и позволяет принять жизненную (космическую).
Невидимая жизненная сила, поддерживающая общее божественное начало, описывается Библией как «Святой дух».Японское и китайское учения обозначают жизненную как реку с истоком в точке выше пупа, рассредоточенной из лёгких по всему телу через множество нервных каналов – так называемых «меридианов». Всю материю можно рассматривать как проявление данной на материальном уровне.Термин «эфир» был использован Аристотелем , греческим философом и учёным, для обозначения пятой стихии.
«Стихия» включала изначально все объекты, которые находятся за пределами земной атмосферы. Из эфира, в понимании Аристотеля , происходил и человеческий , который описывался им в виде чистой нематериальной .В средневековье эфир объяснялся физиками, как субстанция, которая наполняет пространство. Ими предполагалось, что движения волн в данном эфире вызывают свет, доходящий до земли через определённый вакуум. Потому его часто и называли «светоносным эфиром».
Исааком Ньютоном под эфиром понималась не только среда, которая наполняет всемирное пространство, он доказывал то, что и вся материя, и отдельные атомы пронизываются тем самым эфиром.Приблизительно 150 лет назад Карл-Людвиг Фрайхерр фон Райхенбах, немецкий естествоиспытатель и химик, ставший известным благодаря изобретению керосина, парафина и т. п., начал проводить некоторые эксперименты. Они касались так называемой «жизненной энергии» или «Одкрафта». Вот эта сила «Од» и проявляется мистическим свечением, исходящим из периферии тел – человеческих и любых других – органических и неорганических, и воспринимается сенситивными людьми (склонными к излишней восприимчивости) без помощи техники.Многие учёные критиковали Райхенбаха всю его жизнь, несмотря на то, что множество раз повторяли его эксперименты, которые приносили неопровержимые доказательства.
Будучи твёрдо уверенным в физической природе своего открытия, Райхенбах сам с трудом принимал мысль об объективности подталкивания к признанию сенситивности его исследованиями. Он различал более сенситивных и менее сенситивных людей.Приблизительно в этот же период Джеймс Максвелл, английский физик, выдвинул гипотезу о существовании эфира в виде более тонкой структуры материальной субстанции, чем у видимых тел, существующей в любой из частей космоса, которые кажутся человеку пустыми. В начале ХХ века исследование эфира прекратилось, так как выдвинутое Эйнштейном утверждение, что он не существует, было принято основной массой учёных.
Лишь в 1951 году английским физиком и лауреатом Нобелевской премии Полем Дираком был снова поднят данный вопрос, и в результате было доказано «математическим путём», что космический эфир на самом деле существует.После этого позиция Эйнштейна о существовании эфира была пересмотрена им самим, что, в принципе, пересматривалось им на протяжении всей его жизни.С тех самых пор и появилось утверждение учёных о существовании пространственного флюида, или космического эфира, заключённого на их собственных экспериментах.Примеров из мифологии и текстов из физической науки более позднего периода более чем достаточно. Но, если остановиться на праэнергии космоса, существующей и позволяющей осуществляться процессам жизнедеятельности, можно прийти к определённым выводам.Во-первых, существование жизненной рассматривают как данность ещё со времён средних веков в различных мировых культурах.Во-вторых, наличие праэнергии в космосе и образование ею всей материи рассматривается известными учёными как необходимость.Таким образом, возникает вопрос, не об одном ли и том же физическом феномене идёт речь – стоит сравнить слова наших предков о «жизненной энергии», и слова известных учёных об эфире как космической праэнергии.
Австрийским врачом Райхом были проведены исследования вегетативных (то есть бессознательных, не подверженных влиянию воли) течений в организме человека. Им предполагалось существование космической , которую способен впитывать человеческий организм, а также накапливать и выделять. Эту он назвал Оргон-энергией, а процесс выделения, накапливания и приёма её отобразил в такой формуле: «напряжение - зарядка - разгрузка – расслабление».Один из самых близких сотрудников данного врача описал роль этой биологической пульсации в общем поле живого организма.
Он считал, что энергетическое хозяйство организма регулируется пульсацией примерно так же, как и подача крови во все органы осуществляется благодаря ударам сердца. Автономная или вегетативная система, влияющая на пищеварение, сексуальность, эмоции, дыхание и обращение крови, по его мнению, управляет состоянием изменения , то есть её метаболизмом.
К примеру, дыхание контролирует воля в определённой степени, и централизованная нервная система в основном. Таким образом, дыхательная система позволяет человеку проникать в свободную биологическую пульсацию организма. Свободный метаболизм какого-либо организма является основой его . То есть и узнать его можно по биологической беспрепятственной пульсации.Изначально Оргон была локализована Райхом всего лишь в виде исходящего излучения от живого организма, но позже им было обнаружено проявление Оргона повсеместно, как и у открытого учёными немного раньше «светоносного эфира». Таким образом, свободный обмен происходит регулярно.
То есть, Оргон может создавать целые системы, такие как солнца, планеты и даже галактики. Таким образом, эфир, описанный различными учёными, Оргон, описанный Райхом, космическая , описанная древними народами и различными направлениями – всё это имеет общую взаимосвязь, и, несмотря на незначительные отличия, между этими понятиями всё же проводятся чёткие, ярко выраженные параллели.
Поделись статьей с друзьями!
Космическая энергия
https://сайт/wp-content/uploads/2016/05/0_25efb_ef4f3ff_XL-150x150.jpg
Существование универсальной космической энергии, которую использует человек, реализующую его сверхчувственные феномены, представляли себе различные народы ещё много веков назад. Индийская философия показывает одно из самых интересных её представлений, то есть существование праны, то есть космическую энергию, существующую в пяти разных видах и поддерживающую различные жизненные процессы, такие как «ветер тела». Священные книги буддистов и индусов...
Писатели-фантасты подчас изобретают проекты, которые на много лет опережают развитие техники. Жюль Верн уже в своей первой повести описал воздушный шар, подъем которого можно менять с помощью нагрева газа - сейчас такие аэростаты летают по всему миру. Любимый в России британский фантаст Артур Кларк в 1945 году предложил запускать на геостационарные орбиты спутники связи, а девятью годами позже указал на возможность использования космических аппаратов для предсказания погоды. Обе идеи давно воплощены на практике с великой пользой для человечества.
Классик американской научной фантастики Айзек Азимов тоже побаловал читателей множеством блестящих технических прогнозов. Один из них содержится в коротком рассказе Reason, который в 1941 году появился в апрельском выпуске журнала Astounding Science Fiction (на русском языке он впервые был опубликован в культовом сборнике «Я, робот» под заголовком «Логика»).
Действие происходит на одной из космических станций, снабжающих энергией нашу планету. Ее шарообразный корпус окружен панелями с фотоэлементами, которые преобразуют солнечные лучи в электрический ток, питающий исполинский генератор микроволнового излучения. Оно тонким лучом посылается на приемную станцию на Земле и там вновь переводится в электричество. Просто, элегантно и, главное, - абсолютно осуществимо с точки зрения физики. Правда, поклонники Азимова вспомнят, что ответственный за работу излучателя робот Кьюти устроил мятеж, но в конечном счете рассказ завершается хэппи-эндом.
Весьма возможно, что всего через семь лет азимовская идея станет реальностью - правда, пока без роботов. Ее намерена осуществить калифорнийская фирма Solaren Corporation, созданная группой инженеров аэрокосмической промышленности. Эта компания уже убедила крупнейшую энергетическую корпорацию штата Pacific Gas & Electric доставлять производимое ею электричество жителям округа Фресно. PG&E пока обещала закупать 200 тыс. киловатт космической электроэнергии, и это только начало. Руководители Solaren полагают, что со временем ее спутники смогут генерировать от миллиона 200 тысяч до 4, 800 млн киловатт - это вполне соответствует возможностям одной-трех современных атомных электростанций. Что и говорить, не слабо.
Как же будет выполняться это чудо-проект? Solaren ведет речь о нескольких спутниках, запущенных на пролегающие на экватором круговые геостационарные орбиты высотой около 36 тыс. км. Спутники развернут зеркала многокилометровых размеров, изготовленные из тонкой блестящей пленки. Эти рефлекторы будут собирать солнечные лучи и направлять их на батареи фотоэлементов - в точности, как в рассказе Азимова. Затем солнечная энергия будет преобразована в и направлена на антенны наземной приемной станцию - опять-таки в полном соответствии с сюжетом фантаста.
Разница лишь в том, что Solaren будет передавать на Землю энергию не с помощью опасных для человека волн микроволнового диапазона, а посредством вполне безвредных радиоволн. Для этого потребуется построить серию приемных антенн и расположить их на участке площадью несколько кв. километров. Но зато лучи космической энергостанции даже при расфокусировке уж точно никого и ничего не сожгут (что едва не случилось в азимовском рассказе).
Фирма утверждает, что ее спутники смогут снабжать солнечной электроэнергией 250 тыс. жилых домов в округе Фресно. При этом объявленная цена проекта не так уж и велика: 2 млрд. долларов. Solaren уверена, что себестоимость космической энергии не превысит цену электричества от ветрогенераторов и наземных солнечных станций.
Похожий проект сейчас разрабатывает и другая американская фирма Space Energy. Подумывают об этом и в Стране Восходящего Солнца. Японское Управление по исследованию космического пространства недавно приступило к испытаниям прототипа излучателя, который сможет передавать на Землю солнечную энергию в виде микроволн - точь в точь, как у Азимова. Если тестирование пройдет успешно, агентство приступит к планированию искусственных спутников, которые смогут поставлять чистое электричество полумиллиону домов. Правда, японцы не рассчитывают запустить первый такой сателлит ранее 2030 года.
Конечно, пока такие проекты могут показаться именно тем, чем они казались в середине прошлого века, - чистой фантастикой. Мировой рекорд по беспроводной передаче приличных объемов энергии держится аж с 1975 года. Специалисты НАСА тогда ухитрились передать на одну милю микроволновой луч мощностью в 30 киловатт, и с тех пор этот показатель еще никем не перекрыт. Solaren обещает перекачивать неизмеримо большие мощности на дистанции в десятки тысяч километров. Однако ее руководство утверждает, что необходимые для этого технологии уже существуют.
Если это не маниловщина, то в 2016 году или около того «Голос Америки» сможет сообщить о начале работы первой в мире космической солнечной энергостанции. В конце концов, ждать осталось недолго.
1968 : Питер Глейзер представил идею больших солнечных спутниковых систем с солнечным коллектором размером в квадратную милю на высоте геостационарной орбиты (ГСО 36000 км над экватором), для сбора и преобразования энергии солнца в электромагнитный пучок СВЧ для передачи полезной энергии на большие антенны на Земле.
1990 :"Исследовательским центром им. М. В. Келдыша" разработана концепция энергоснабжения Земли из космоса с использованием низких околоземных орбит. «Уже в 2020-2030 годы можно создать 10-30 космических электростанций, каждая из которых будет состоять из десяти космических энергомодулей. Планируемая суммарная мощность станций будет равна 1,5-4,5 ГВт, а суммарная мощность у потребителя на Земле - 0,75-2,25 ГВт». Далее планировалось к 2050-2100 годам довести количество станций до 800 единиц, а конечную мощность у потребителя до 960 ГВт. Однако на сегодняшний день неизвестно даже о создании рабочего проекта на основе этой концепции [ ] ;
2009 : Японское агентство аэрокосмических исследований объявило о своих планах вывести на орбиту спутник солнечной энергии, которые будут передавать энергию на Землю с помощью микроволн. Они надеются вывести первый прототип орбитального спутника к 2030 году.
2009 : Компания Solaren расположенная в Калифорнии (США) подписала договор с компанией PG&E о том, что последняя будет покупать энергию, которую Solaren произведет в космосе. Мощность будет составлять 200 МВт. По плану этой энергией будут питаться 250 000 домов. Реализация проекта планируется на 2016 год.
2011 : Объявлено о проекте нескольких японских корпораций, который должен быть реализован на базе 40 спутников с прикрепленными солнечными батареями. Флагманом проекта должна стать корпорация Mitsubishi . Передача на землю будет осуществляться с применением электромагнитных волн, приёмником должно стать «зеркало» диаметром около 3 км, которое будет находиться в пустынном районе океана . По состоянию на 2011 год планируется запустить проект в 2012 году
2013 : Главное научное учреждение Роскосмоса - ЦНИИмаш выступил с инициативой создания российских космических солнечных электростанций (КСЭС) мощностью 1-10 ГВт с беспроводной передачей электроэнергии наземным потребителям. В ЦНИИмаше обращают внимание, что американские и японские разработчики пошли по пути использования СВЧ -излучения, которое сегодня представляется значительно менее эффективным, чем лазерное .
Спутник для выработки энергии
История идеи
Изначально идея появилась в 1970-х годах. Появление такого проекта было связано с энергетическим кризисом. В связи с этим правительство США выделило 20 миллионов долларов космическому агентству NASA и компании Boeing для расчёта целесообразности проекта гигантского спутника SPS (Solar Power Satellite).
После всех расчётов оказалось, что такой спутник вырабатывал бы 5000 мегаватт энергии, после передачи на землю оставалось бы 2000 мегаватт. Чтобы понять много это или нет, стоит сравнить эту мощность с Красноярской ГЭС , мощность которой составляет 6000 мегаватт. Но примерная стоимость такого проекта 1 триллион долларов, что и послужило причиной закрытия программы.
Схема технологии
Система предполагает наличие аппарата-излучателя, находящегося на геостационарной орбите . Предполагается преобразовывать солнечную энергию в форму, удобную для передачи (СВЧ , лазерное излучение), и передавать на поверхность в «концентрированном» виде. В этом случае на поверхности необходимо наличие «приёмника», воспринимающего эту энергию .
Космический спутник по сбору солнечной энергии по существу состоит из трех частей:
- средства сбора солнечной энергии в космическом пространстве, например, через солнечные батареи или тепловой двигатель Стирлинга ;
- средства передачи энергии на землю, например, через СВЧ или лазер;
- средства получения энергии на земле, например, через ректенны .
Космический аппарат будет находиться на ГСО и ему не нужно поддерживать себя против силы тяжести. Он также не нуждается в защите от наземного ветра или погоды, но будет иметь дело с космическими опасностями, такими как микрометеориты и солнечные бури .
Актуальность в наши дни
Так как за 40 лет со времени появления идеи солнечные батареи сильно упали в цене и увеличились в производительности, а грузы на орбиту стало доставлять дешевле, в 2007 году «Национальное космическое общество» США представило доклад в котором говорит о перспективах развития космической энергетики в наши дни.
Преимущества системы
- Высокая эффективность из-за того, что нет атмосферы, выработка энергии не зависит от погоды и времени года.
- Практически полное отсутствие перерывов так как кольцевая система спутников, опоясывающая Землю, в любой момент времени будет иметь хотя бы один, освещаемый Солнцем.
Лунный пояс
Проект космической энергетики представленный компанией Shimizu в 2010 году . По задумке японских инженеров это должен быть пояс из солнечных батарей протянутый по всему экватору Луны (11 тыс. километров) и шириной 400 километров.
Солнечные панели
Так как производство и транспортировка такого количества солнечных батарей с земли не представляется возможным, то по замыслу ученых солнечные элементы должны будут производиться прямо на Луне. Для этого можно использовать лунный грунт из которого можно делать солнечные батареи.
Передача энергии
Энергия с этого пояса будет передаваться радиоволнами с помощью громадных 20 километровых антенн и приниматься ректеннами здесь, на Земле. Второй способ передачи который может использоваться это передача световым лучом с помощью лазеров и прием свето-уловителем на земле.
Преимущества системы
Так как на Луне нет атмосферы и погодных явлений, энергию можно будет вырабатывать почти круглосуточно и с большим коэффициентом эффективности.
Дэвид Крисуэлл предположил, что Луна является оптимальным местом для солнечных электростанций. Основное преимущество размещения солнечных коллекторов энергии на Луне в том, что большая часть солнечных батарей может быть построена из местных материалов, вместо земных ресурсов, что значительно снижает массу и, следовательно, расходы по сравнению с другими вариантами космических солнечных электростанций.
Технологии применяющиеся в космической энергетике
Беспроводная передача энергии на Землю
Беспроводная передача электроэнергии была предложена на ранней стадии в качестве средства для передачи энергии от космической или Лунной станции к Земле. Энергия может быть передана с помощью лазерного излучения или СВЧ на различных частотах в зависимости от конструкции системы. Какой выбор был сделан, чтобы передача излучения была не ионизирующей, во избежание возможных нарушений экологии или биологической системы региона получения энергии? Верхний предел для частоты излучения установлен таким, чтобы энергия на один фотон не вызывала ионизацию организмов при прохождении через них. Ионизация биологических материалов начинается только с ультрафиолетового излучения и, как следствие, проявляется при более высоких частотах, поэтому большое количество радиочастот будет доступно для передачи энергии.
Лазеры
Преобразование солнечной энергии в электрическую
В космической энергетике (в существующих станциях и при разработках космических электростанций) единственный способ эффективного получения энергии это использование фотоэлементов. Фотоэлемент - электронный прибор, который преобразует энергию фотонов в электрическую энергию . Первый фотоэлемент, основанный на внешнем фотоэффекте, создал Александр Столетов в конце XIX века. Наиболее эффективными, с энергетической точки зрения, устройствами для превращения солнечной энергии в электрическую являются полупроводниковые фотоэлектрические преобразователи (ФЭП), поскольку это прямой, одноступенчатый переход энергии. КПД производимых в промышленных масштабах фотоэлементов в среднем составляет 16 %, у лучших образцов до 25 %. В лабораторных условиях уже достигнут КПД 43 % .
Получение энергии от СВЧ волн испускаемых спутником
Так же важно почеркнуть способы получения энергии. Один из них это получение энергии с помощью ректенн. Ректенна (выпрямляющая антенна) - устройство , представляющее собой нелинейную антенну, предназначенную для преобразования энергии поля падающей на неё волны в энергию постоянного тока . Простейшим вариантом конструкции может быть полуволновый вибратор, между плечами которого устанавливается устройство с односторонней проводимостью (например диод). В таком варианте конструкции антенна совмещается с детектором, на выходе которого, при наличии падающей волны, появляется ЭДС. Для повышения усиления такие устройства могут быть объединены в многоэлементные решётки.
Преимущества и недостатки
Космическая солнечная энергия - энергия, которую получают за пределами атмосферы Земли. При отсутствии загазованности атмосферы или облаков, на Землю падает примерно 35 % энергии от той, которая попала в атмосферу. Кроме того, правильно выбрав траекторию орбиты, можно получать энергию около 96 % времени. Таким образом, фотоэлектрические панели на геостационарной орбите Земли (на высоте 36000 км) будет получать в среднем в восемь раз больше света, чем панели на поверхности Земли и даже больше когда космический аппарат будет ближе к Солнцу чем Земля. Дополнительным преимуществом является тот факт, что в космосе нет проблемы с весом или коррозии металлов из-за отсутствия атмосферы.
С другой стороны, главный недостаток космической энергетики и по сей день является её высокая стоимость. Средства, затраченные на вывод на орбиту системы общей массой 3 млн т. окупятся только в течение 20 лет, и это если принимать в расчёт удельную стоимость доставки грузов с Земли на рабочую орбиту 100 $/кг. Нынешняя же стоимость вывода грузов на орбиту намного больше.
Вторая проблема создания ОЭС - большие потери энергии при передаче. При передаче энергии на поверхность Земли будет потеряны, по крайней мере, 40-50 %.
Основные технологические проблемы
По данным американских исследований 2008 года, есть пять основных технологических проблем, которые наука должна преодолеть, чтобы космическая энергия стала легкодоступной:
- Фотоэлектрические и электронные компоненты должны работать с высокой эффективностью при высокой температуре.
- Беспроводная передача энергии должна быть точной и безопасной.
- Космические электростанции должны быть недорогими в производстве.
- Низкая стоимость космических ракет-носителей.
- Поддержание постоянного положения станции над приёмником энергии: давление солнечного света будет отталкивать станцию от нужного положения, а давление электромагнитного излучения , направленного на Землю, будет толкать станцию от Земли.
Другие способы использования космической энергии
Использование электроэнергии в космических полетах
Кроме того, чтобы излучать энергию на Землю, спутники ОЭС могут также питать межпланетные станции и космические телескопы. Так же это может быть безопасной альтернативой ядерным реакторам на корабле который полетит на красную планету . Другой сектор, который может извлечь выгоду из ОЭС будет космический туризм .
Примечания
- Glaser, Peter E. (December 25, 1973). “Method And Apparatus For Converting Solar Radiation To Electrical Power” . United States Patent 3,781,647 .
Сегодня Россия отмечает День космонавтики, а весь остальной мир – Международный день полёта человека в космос. 55 лет назад, 12 апреля 1961 года Юрий Алексеевич Гагарин стал первым человеком, покорившим космическое пространство.
Любой космический полёт - с участием или без участия человека – не был бы возможен без решения проблемы автономных систем энергоснабжения.
Идея применять солнечные батареи в космосе впервые появилась больше полувека назад, во время первых запусков искусственных спутников Земли. В тот период в СССР профессор Николай Степанович Лидоренко обосновал необходимость применения бесконечных источников энергии на космических аппаратах.
Первый искусственный спутник Земли (1957 год) обладал энергоустановкой мощностью порядка 40 Вт, тогда как аппарат «Молния-1+» (1967 год) обладал установкой мощностью уже 460 Вт. Для сравнения: солнечные батареи, установленные на Международной космической станции (МКС), позволяют вырабатывать от 84 до 120 кВт электрической мощности. В настоящее время все космические станции функционируют исключительно за счёт солнечной энергии.
Солнечная энергетика МКС
Мощность излучения Солнца на орбите Земли составляет 1367 Вт/м². Это позволяет получать примерно 130 Вт на 1 м² поверхности солнечных батарей (при КПД 8–13%). Солнечные батареи располагают или на внешней поверхности аппарата или на раскрывающихся жёстких панелях.
Электростанция орбитальной станции должна обладать чрезвычайно высокой надёжностью при длительном сроке непрерывной работы, она должна быть полностью автоматизирована и иметь относительно небольшой вес. Кроме того, источник энергии на борту должен быть высокоэкономичным и не реагировать на специфические факторы космического полёта (невесомость, радиацию, метеорную опасность и т. п.).
При этом в российском и американском сегментах МКС мощность электросети разнится. В отечественной части МКС электричество вырабатывается солнечными батареями модулей «Заря» и «Звезда», а также может передаваться от американского сегмента через преобразователь напряжения.
В американском сегменте две гибкие складные панели солнечных батарей образуют так называемое крыло солнечной батареи, всего на станции размещено четыре пары таких крыльев. Каждое крыло имеет длину 35 м и ширину 11,6 м, а его полезная площадь составляет 298 м², при этом вырабатываемая им суммарная мощность может достигать 32,8 кВт. Солнечные батареи генерируют первичное постоянное напряжение от 115 до 173 В, которое затем трансформируется во вторичное стабилизированное постоянное напряжение в 124 В. Энергия аккумулируется в специальных никель-водородных батареях – от них станция питается, когда находится в тени Земли.
Предлагаем вам ознакомиться с инфографикой об энергоснабжении МКС на «Перетоке»: http://сайт/multimedia/infographics/elektrostantsiya-dlya-kosmonavtov.html.
1 кВт на человека
Основные потребители тока на орбитальных космических станциях – это научно-исследовательское и специальное техническое оборудование, система обеспечения жизнедеятельности экипажа, радиоаппаратура связи с Землёй или какими-либо космическими объектами, а также различные вспомогательные установки, например, для управления ориентацией станции, для коррекции и изменения её орбиты.
Суммарная мощность бортовых электростанций на большинстве искусственных спутников США колеблется от 0,3 до 150 Вт. Однако здесь нужно заметить, что оборудование большинства спутников довольно невелико по объёму ввиду малого веса полезной нагрузки их ракет-носителей. Значительно выше мощность энергоустановки на обитаемых космических кораблях. Например, средняя мощность, потребная для орбитального полёта американской пилотируемой капсулы «Меркурий», составляет около 260 Вт, максимальная потребляемая мощность – не более 1 кВт.
Для орбитальной космической станции потребная мощность источника энергии составляет от 0,8–1 кВт для небольшой станции с экипажем из одного-двух человек до 50–100 кВт для крупной орбитальной лаборатории.
Обычно приборы, проектируемые специально для использования в космосе, потребляют относительно небольшие мощности. Так, например, устанавливаемый на некоторых американских спутниках Земли детектор космического излучения потребляет 2 Вт, магнитометр – 5 Вт, счётчик микрометеоров – 2,5 Вт, масс-спектрограф – 17 Вт, аппаратура активного ретранслятора радиосигналов – 10 Вт и т. д. По-разному экспертами оценивается мощность, необходимая для поддержания условий жизнедеятельности экипажа на борту. Обычно называют цифры от 500 Вт до 1 кВт на человека.
Новые технические горизонты
Среди аккумуляторных батарей для космических аппаратов сегодня широко используются никель-водородные аккумуляторы. Однако энергомассовые характеристики этих аккумуляторов достигли своего максимума (70–80 Вт∙ч/кг). Дальнейшее их улучшение очень ограниченно и, кроме того, требует больших финансовых затрат.
В связи с этим в настоящее время на рынке космической техники происходит активное внедрение литийионных аккумуляторов (ЛИА).
Характеристики литийионных батарей гораздо выше по сравнению с аккумуляторами других типов при аналогичном сроке службы и количестве циклов заряда-разряда. Удельная энергия литийионных аккумуляторов может достигать 130 и более Вт∙ч/кг, а коэффициент полезного действия по энергии – 95%.
Немаловажным фактом является и то, что ЛИА одного типоразмера способны безопасно работать при их параллельном соединении в группы, таким образом, несложно формировать литийионные аккумуляторные батареи различной ёмкости. Одним из главных отличий ЛИА от никель-водородных батарей является наличие электронных блоков автоматики, которые контролируют и управляют процессом заряда-разряда. Они также отвечают за нивелирование разбаланса напряжений единичных ЛИА и обеспечивают сбор и подготовку телеметрической информации об основных параметрах батареи.
Но всё же основным преимуществом литийионных аккумуляторов считается снижение массы по сравнению с традиционными батареями. По оценкам специалистов, применение литийионных аккумуляторов на телекоммуникационных спутниках мощностью 15–20 кВт позволит снизить массу батарей на 300 кг. Учитывая то, что стоимость вывода на орбиту 1 кг полезной массы составляет около 30 тысяч долларов, это позволит значительно снизить финансовые затраты.
Одним из ведущих российских разработчиков подобных аккумуляторных батарей для космических аппаратов является ОАО «Авиационная электроника и коммуникационные системы» (АВЭКС), входящее в КРЭТ. Технологичный процесс изготовления литийионных аккумуляторов на предприятии позволяет обеспечить высокую надёжность и снижение себестоимости.
Кстати, россияне не отстают и в плане производства фотоэлектрических преобразователей – полупроводниковых устройств, преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток. Проще говоря, это основные элементы устройств, которые мы называем солнечными батареями. Делают такие батареи в Краснодаре, на заводе «Сатурн». Предприятие в Краснодаре входит в структуру Федерального космического агентства, но владеет «Сатурном» компания «Очаково», которая в буквальном смысле спасла это производство в 1990-е годы. Владельцы «Очаково» выкупили контрольный пакет акций, который чуть было не ушёл к американцам. Сегодня «Сатурн» – один из двух лидеров на российском рынке производства солнечных и аккумуляторных батарей для нужд космической отрасли (гражданской и военной).
Получать и использовать «чистую» солнечную энергию на поверхности Земли мешает атмосфера. Само собой напрашивается решение: разместить солнечные энергостанции в космосе, на около земной орбите. Там не будет атмосферных помех, невесомость позволит создавать многокилометровые конструкции, которые необходимы для «сбора» энергии солнца. У таких станций есть большое достоинство. Преобразование одного вида энергии в другой неизбежно сопровождается выделением тепла, и сброс его в космос позволит предотвратить опасное перегревание земной атмосферы.
Как на самом деле будут выглядеть солнечные космические электростанции (СКЭС), сегодня точно сказать нельзя. А к проектированию СКЭС конструкторы приступили еще в конце 60-х гг. ХХ в.
Путь энергии от приемника электромагнитного излучение Солнца к розетке в квартире или блоку питания станка может быть различным. В самых первых проектах предлагался такой: солнечные батареи, вырабатывающие электричество – сверхвысокочастотный (СВЧ) передатчик на СКЭС – приемник на Земле – распределительные электрические подстанции. На практике это выглядело бы следующим образом: многокилометровые плоскости солнечных батарей на прочном каркасе; решетчатые антенны передатчиков; похожие на них (и тоже многокилометровые) приемники энергии на поверхности Земли. Вариант, как быстро выяснилось, далеко не идеальный.
Инженеры попытались вообще отказаться от использования солнечных батарей. Например, предлагалось с помощью различных преобразователей (скажем, зеркал) на станции превращать солнечный свет в тепло, кипятить рабочую жидкость и ее паром вращать турбины с электрогенераторами. Но и в таком варианте процесс получения энергии остается очень долгим: солнечный свет через тепло и механическое движение превращается в электричество, потом снова в электромагнитные волны для передачи на Землю, а затем опять в электричество. Каждый этап ведет к потерям энергии; приемные антенны на Земле должны занимать огромные площади. Но хуже всего то, что СВЧ-луч негативно влияет на ионосферу Земли, пагубно сказывается на десятках живых организмах. Поэтому пространство над антеннами необходимо закрыть для полетов авиации. А как уберечь от гибели птиц?
Те же проблемы возникают и при передаче энергии по лазерному лучу, который к тому же сложнее преобразовать снова в электрический ток. Полученную в космосе энергии более целесообразно использовать в космосе же, не отправляя ее на Землю. На производство тратится около 90 % вырабатываемой на планете энергии. Основные ее потребители – металлургия, машиностроение, химическая промышленность. Они же, кстати, и главные загрязнители окружающей среды. Обойтись без таких производств человечество пока что не в состоянии. Но ведь можно убрать их с Земли. Почему бы ни использовать сырье, добываемое на Луне или астероидах, создав на спутниках и астероидах соответствующие базы? Задача, безусловно, сложнейшая, и сооружение солнечных космических электростанций – только первый шаг к ее решению. С производством же электроэнергии для бытовых нужд справятся ветряки, бесплотинные ГЭС и другие экологически чистые энергоустановки.
Любой вариант проекта солнечной космической электростанции предполагает, что это колоссальное сооружение и причем не одно. Даже самая маленькая СКЭС должна весить десятки тысяч тонн. И эту гигантскую массу необходимо будет запустить на отдаленную от Земли орбиту. Современные средства выведения в состоянии доставить на низкую – опорную – орбиту необходимое количество блоков, узлов и панелей солнечных батарей. Чтобы уменьшить массу огромных зеркал, концентрирующих солнечный свет, можно сделать их из тончайшей зеркальной пленки, например, в виде надувных конструкций. Собранные фрагменты солнечной космической электрической станции нужно доставить на высокую орбиту и состыковать там. А долететь к «месту работы» секция солнечной электростанции сумеет своим ходом, стоит только установить на ней электроракетные двигатели малой тяги.