Учёные давно мечтают освоить эту технологию. Не исключено, что в энергетике назревают революционные перемены.
Есть космические запуски, за которыми следит весь мир. Как, например, за недавним стартом корабля Crew Dragon или за выводом на околосолнечную орбиту в 2018 году спортивного автомобиля Илона Маска с манекеном вместо водителя. Их смотрят в Сети, их активно обсуждают.
А есть миссии, о которых известно лишь специалистам. Многие ли из вас знают о том, что сейчас в космическом пространстве находится американский мини-шаттл, который проводит там засекреченный эксперимент? АиФ.ru рассказывает, о чём речь.
Что это за корабль?
Орбитальный испытательный корабль X-37 был разработан компанией Boeing при участии NASA и Военно-воздушных сил США. Цели и задачи, для которых он создавался, не разглашаются, однако его технические характеристики тайной не являются. Корабль имеет длину около 9 метров при размахе крыла 4,5 метра. Взлётная масса — менее 5 тонн, полезная нагрузка — 900 килограммов. Х-37 оборудован панелями солнечных батарей, которые служат источником энергии при его нахождении на орбите. Экипаж не предусмотрен, полёты происходят в автоматическом режиме.
По сути, это мини-шаттл, челнок, призванный летать туда и обратно. Каждый его полёт (с 2010 года он побывал в космосе пять раз, этот — уже шестой) окружён атмосферой таинственности. Специалисты убеждены, что для доставки грузов такой аппарат невыгоден, для проведения стандартных экспериментов — слишком дорог. Сами собой возникают гипотезы о его военном предназначении.
Первая: Х-37 — это прототип перехватчика спутников, так называемый космический инспектор. Его создавали, чтобы отработать технологии проверки чужих орбитальных аппаратов и выведения их из строя. Вторая: это самолёт-шпион. Известно, что мини-шаттл обладает высокой манёвренностью и способен быстро менять высоту орбиты. Бывший министр ВВС США Хизер Уилсон утверждала, что его необычные манёвренные возможности «сводят врагов с ума». А глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин в октябре 2018-го высказывал опасение, что этот мини-шаттл может использоваться как носитель оружия. Ну а в том, что его полезной нагрузкой могут выступать средства разведки и слежения за космическим пространством, сомневаться даже не приходится.
Как передать энергию из космоса на Землю?
Как было сказано, нынешний полёт Х-37 — шестой по счёту. Корабль стартовал с мыса Канаверал 17 мая. В этот раз NASA и Пентагон частично раскрыли программу полёта. Она весьма насыщенная.
В ходе миссии планируется вывести на орбиту малый спутник с пятью экспериментальными полезными нагрузками (какими — неизвестно) академии ВВС США, исследовать влияние радиации и других факторов космического полёта на материалы и семена. Но главное — провести эксперимент по преобразованию солнечной энергии в микроволновую с целью её передачи на Землю. Не исключено, что, если опыт окажется успешным, он ознаменует революционные преобразования в энергетике. Ведь человечество давно мечтает о том, чтобы научиться добывать энергию Солнца в космосе (там это сделать проще, чем на Земле) и передавать её наземным потребителям без потерь.
Первые идеи, как это можно сделать, были сформулированы учёными в конце 1960-х. Но те проекты выглядели слишком фантастическими и экономически нерентабельными. В начале 1990-х годов российские инженеры предложили концепцию энергоснабжения с использованием низких орбит. Предусматривалось, что к 2020-2030-м годам на орбите появятся 10-30 солнечных станций, а к концу XXI века их число доведут до 800. Стоит ли говорить, что в начале постсоветской эпохи у подобного проекта не было ни единого шанса на реализацию.
К идее солнечных электростанций наши учёные пытались вернуться в 2013 году. Предполагалось, что энергия на Землю будет передаваться с помощью лазеров. Во-первых, такой канал передачи эффективнее СВЧ-излучения, о котором вели речь иностранные коллеги (он лучше концентрирует накопленную энергию Солнца). Во-вторых, наша страна имеет прекрасные традиции и наработки в области лазерной физики.
Американцы тоже не одно десятилетие мечтают освоить технологию беспроводной передачи энергии из космоса. Один из вариантов — преобразовать солнечную энергию в микроволны (то самое СВЧ-излучение) и направить в коллектор на Земле, который будет превращать её в электричество. В 1968 году исследователь Питер Глейзер представил проект больших спутниковых систем с солнечным коллектором размером в квадратную милю на высоте геостационарной орбиты. Через электромагнитный пучок СВЧ собранная энергия должна передаваться на большие антенны на Земле. В 1973 году Глейзер получил патент на изобретение. Его коллега, американский физик Джерард О’Нил, в середине 1970-х мечтал о создании космических колоний и выступал с похожими идеями.
Что предлагают наши учёные?
В прошлом году представители Пентагона заявляли, что солнечная энергия из космоса необходима Америке для достижения стратегического преимущества. Они надеются с её помощью обеспечивать воинский контингент в отдалённых от цивилизации регионах Земли, где нет линий электропередач. Судя по всему, нынешний полёт секретного мини-шаттла проходит в рамках этого проекта, получившего название Space Solar Power Incremental Demonstrations and Research (SSPIDR), что можно перевести как «демонстрация и исследование возможностей космической солнечной энергии».
На корабле Х-37 установлен прибор, состоящий из 30-сантметрового модуля с солнечной панелью и микроволновым энергетическим передатчиком. Он будет опробован в ходе эксперимента. При положительном результате американцы намерены построить полностью функциональный прототип системы.
Примечательно, что в марте этого года патент на систему передачи электроэнергии с орбитальной солнечной станции на Землю получили и российские учёные — специалисты Московского радиотехнического института РАН. Они предлагают развернуть электростанцию на высоте от 300 до 1000 километров. Каждый раз при пролёте над наземным приёмным пунктом она будет передавать накопленную в аккумуляторах электроэнергию с помощью микроволн.
Как сказано в описании патента, энергоснабжение Земли из космоса может «обеспечить передачу энергии непосредственно в районы её потребления и в первую очередь в труднодоступные и высокоширотные без организации наземных линий электропередачи большой протяженности», а также «сократить использование углеводородного топлива, добыча и сжигание которого оказывают вредное влияние на биосферу».
А пару лет назад стало известно, что другая группа российских учёных разрабатывает орбитальный лазер с зеркалом-ретранслятором, который сможет передавать энергию Солнца в те части Земли, где невозможно или затруднительно построить электростанции. Например, в Арктику.
Похоже, в энергетике действительно назревают революционные перемены.