Текст книги "Занимательно об энергетике"

Автор книги: Юрий Чирков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 11 (всего у книги 13 страниц)

ГЛАВА 9
ГЕЛИОСТАНЦИИ НА ОРБИТЕ

Человечество не останется вечно на Земле, но в погоне за светом и пространством сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе околосолнечное пространство.

К. Циолковский

В 1926 году в Калуге отдельной брошюрой вышла работа К. Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами». Брошюра вызвала горячие споры: шутка ли, ученый всерьез говорил о возможности жизни вне Земли!

Более того, он приводил расчеты и выкладки своих проектов! И фантастичней всего содержание последней части брошюры, озаглавленной «План работ, начиная с ближайшего времени», где под пунктом десять значилось: «Вокруг Земли устраиваются обширные поселения».

В этой работе, а также в книге «Жизнь в межзвездной среде» ученый подробно описал принцип, структуру и конструкцию таких поселений.

Прошло полстолетия. Стремительное развитие науки и техники превращает сегодня мечты К. Циолковского в конкретные проекты и планы.

Космические города

Телефон звонил непрерывно: просили интервью для радио, телевидения; редакторы журналов умоляли написать статью; солидные издательства предлагали выгодные контракты (книга, конечно же, должна была стать бестселлером!). И бесчисленные заявки на лекции, выступления, доклады, встречи...

Так сорокашестилетний профессор Принстонского университета (США) Джералд О'Нил, прежде хорошо известный своими работами в области физики высоких энергий, стал героем дня, кумиром для своих многочисленных последователей и сторонников. Колонизация космоса, немедленная, массовая, – вот девиз этих людей.

Все началось с полушуточных подсчетов на семинаре для дюжины способных студентов, изучавших курс физики. Случайно первая из намеченных профессором тем была следующей: «Является ли поверхность нашей планеты наилучшим местом обитания для высокоразвитой цивилизации?»

Вначале казалось, что безжалостные цифры зарежут «на корню» идею больших космических станций, предназначенных для обитания человека. Однако этого не случилось. Так постепенно в спорах, размышлениях и подсчетах вызревал проект создания гигантских поселений между Землей и Луной.

Затем последовали годы безуспешных попыток опубликовать работу. И лишь в 1974 году «Проект Л-5» получил широкое признание и поддержку. (Л-5 – точка либрации, через нее проходит орбита, стабильность которой обеспечивается совместным действием притяжения Земли, Солнца и Луны. Космический поселок, построенный здесь, не будет «плавать», а навечно останется висеть над определенной точкой Земли.)

Отличительная черта предложения О'Нила в том, что проект ориентирован не на элиту, не на специально подготовленных космонавтов, а на массы. Ведь даже самое маленькое (начальное) поселение, по мысли О'Нила, рассчитано на 10 тысяч мужчин и женщин. Главные критерии при отборе космических поселенцев – молодость, отличное здоровье и умение быть хорошим специалистом.

Призыв покорить космос, жить на внутренней поверхности быстро вращающегося гигантского цилиндра, где вздымаются горы, текут реки, льют искусственные дожди, растут деревья и трава, щебечут птицы; купаться в солнечных лучах, собранных огромными зеркалами; жить в мире изобилия энергии, мире, свободном от загрязнений, которые несет технология, – эта картина не может не покорить молодые сердца. Студенчество Америки, естественно, наиболее горячо приветствует «Проект Л-5».

Но мысли О'Нила нашли сторонников и в научных кругах. В 1977 году группа из тридцати американских ученых детально обсудила возможности этого проекта. Результаты опубликованы в документе Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) – «Космическая колонизация – проектное исследование». Это уже достаточно серьезный аргумент, который заставляет внимательнее отнестись к словам О'Нила: «К 2074 году более 90 процентов человечества будет жить в космосе, в условиях неограниченных ресурсов чистой энергии, изобилия пищевых и материальных средств, полной свободы передвижения. Земля превратится в огромный парк, свободный от индустрии, медленно и естественно восстанавливающий свои силы после смертельных ударов, нанесенных ей индустриальной революцией. Она станет прекрасным местом отдыха, где можно будет провести отпуск или каникулы...»

Мы не будем обсуждать технические стороны проекта О'Нила (основным сырьем для строительства, видимо, будет лунный грунт), предположительные даты, а лучше побываем (мысленно, конечно!) в одном из таких космических городов.

По просьбе редакции американского журнала «Нэшнл джиогрэфик» в космическом поселении № 1 «побывал» известный ученый и писатель-фантаст Айзек Азимов. Читатели журнала получили редкое удовольствие познакомиться с мельчайшими деталями жизни в космосе.

Если исключить ностальгию, то, судя по описаниям Азимова, жизнь там гораздо комфортабельнее, чем на Земле. Мягкий климат (день и ночь, зима и лето могут быть по желанию имитированы простым регулированием положения солнечных зеркал), отсутствие индустриальных выбросов (не только промышленные, но и сельскохозяйственные предприятия вынесены за пределы колонии, кроме того, все производства работают по замкнутому циклу, без отбросов), отсутствие автомобилей (космияне передвигаются на лифтах и на велосипедах), рационально сконструированный ландшафт и даже возможность заниматься всеми земными видами спорта (катание на лыжах, парусный спорт, альпинизм, планеризм).

Однако жители космических городов будут не только отдыхать и развлекаться, но и трудиться. Выращивать в вакууме громадные кристаллы-полупроводники, получать сверхчистые металлы, собирать микроминиатюрные схемы, которые на Земле столь необходимы для производства компьютеров.

В космических колониях разместятся многочисленные научные лаборатории. Тут можно будет организовать больницы для лечения болезней сердца – в условиях невесомости или низкого тяготения сердце работает с намного меньшей нагрузкой. Расположенные вблизи поселений Л-5 грандиозные (десятки километров в поперечнике) солнечные электростанции будут вырабатывать и посылать на Землю энергию. И тогда, по мнению Азимова, слова «энергетический кризис» быстро станут анахронизмом...

Космический дом Валерия Рюмина

Трудно сказать, насколько быстро и успешно пойдет в США строительство космических городов. Но космический «дом» на околоземной орбите уже существует. Четвертый год подряд работает орбитальная научная станция «Салют-6». За это время на ее борту трудились 27 (!) космонавтов. Девять раз стартовали с Байконура корабли, управляемые интернациональными экипажами. Двенадцать «Прогрессов» доставили на орбиту более 25 тонн различных грузов. Такой напряженной деятельности, такого активного долголетия не знала ни одна орбитальная станция в мире.

Вот уже представитель десятой социалистической страны – Румынии – побывал на орбите, и эта страна стала, таким образом, одиннадцатой космической державой мира. Иностранные журналисты, ревниво следящие за космическими успехами социалистических стран, в свое время писали: «В космическом состязании счет стал 8 : 1 в пользу русских». Они писали и о том, что космическое сотрудничество СССР расширяется: к новым запускам в рамках программы «Интеркосмос» готовились тогда монгольский и румынский космонавты. А первыми представителями Запада в совместных полетах станут в 1982 году французы. Их кандидаты проходят сейчас интенсивную подготовку в Звездном городке. Длительные пилотируемые и совместные полеты (уникальный эксперимент) продемонстрировали отличные эксплуатационные качества и высокую надежность отечественной космической техники.

Отмечали иностранные журналисты и следующий факт. На конец сентября 1980 года советские космонавты налетали ровно вдвое больше часов, чем их американские коллеги.

Рекорды, рекорды! Они следуют один за другим. 11 октября 1980 года завершился самый длительный в истории космонавтики пилотируемый полет. 185 суток находились на борту орбитальной станции «Салют-6» советские космонавты Леонид Попов и Валерий Рюмин. На их счету больше «космических часов», чем у всех вместе взятых космонавтов, побывавших на орбите до 1975 года! Особенно знаменит в этом отношении В. Рюмин. Ведь он совсем недавно вернулся из тоже рекордного 175-суточного (совместно с Владимиром Ляховым) полета и почти тут же отправился в новую космическую «командировку». За свою космическую «службу» он в общей сложности налетал 362 дня – почти целый год! Пресса социалистических стран даже окрестила жилой отсек «Салюта-6» «дачей Рюмина».

Знаменательно, что после 175-суточного полета, после столь долгой жизни в условиях невесомости, В. Рюмин уже на второй день начал прогулки. И это было результатом большой работы, которую советские ученые и медики провели для того, чтобы в конечном итоге сделать космос обитаемым для человека. А ведь там его подстерегает множество опасностей: тут и физиологическая реакция, вызванная влиянием невесомости на кровообращение, и декальцификация костей, и нарушение чувства равновесия, и психологические проблемы совместимости экипажей, и многое другое.

Жизнь в космосе – это напряженная борьба и работа, работа! Л. Попов и В. Рюмин с первого дня пребывания на орбите уже начали готовиться к будущей встрече с земной тяжестью. Каждый день они несколько километров проходили по бегущей дорожке, крутили педали велоэргометра, износили не один комплект нагрузочных костюмов, резиновые тяжи которых не дают мышцам расслабиться.

А работа? За 185 космических дней они провели более 250 экспериментов, имеющих важное значение для развития науки и народного хозяйства всех стран, участвующих в осуществлении программы «Интеркосмос». И цена этой работы известна. Как подсчитали советские специалисты, за пять минут фотосъемки с борта станции проделывается такой же объем работы, как за два года фотосъемок с самолета или за пять лет сбора информации на Земле.

Космический дом. Это может быть и временное пристанище, так сказать, «космическая гостиница» одноразового пользования, и место, куда возвращаешься вновь и вновь, как к себе домой. Советские специалисты, испытав системы станций «Салют», трудятся над созданием нового поколения орбитальных станций. Теперь они будут возводиться по модульному принципу. К основному блоку, оснащенному несколькими причалами, будут пристыковываться специализированные модули – один для астрономических наблюдений, другой для технологических опытов, третий для фотографирования. Для питания и отдыха космонавтов, для возвращения на Землю, для научных исследований и так далее. И возникнет на земной орбите уже не лаборатория – целый институт! Но важнее тут, может быть, то, что станция, устроенная по принципу модульности, станет практически вечной. Это и будет первый космический поселок землян.

Земля или космос!

Человек становится космиянином. В быт миллионов людей вошли космические системы связи; с вводом в строй метеорологических комплексов повысилась точность прогнозов погоды: вступают в эксплуатацию морские и аэронавигационные системы, использующие искусственные спутники. С космической высоты исследуются природные ресурсы Земли. И все же пока человек делал вылазки в космос, руководствуясь скорее любопытством, нежели необходимостью. Но, возможно, скоро он отправится туда, чтобы принести на Землю хотя бы крупицы из несметных богатств космоса. Одно из них – энергия солнечных лучей. Мощность солнца грандиозна. Бесплатный, обильный поток. Отчего же человек не «купается» в этом океане энергии?

Причин немало, главное – средняя плотность потока солнечной радиации на поверхности Земли обидно мала. Собрать солнечный урожай не так-то просто! Чтобы обеспечить энергией город с населением в 100 тысяч человек, нужны солнечные коллекторы общей площадью в 5 X 5 километров. Подобная установка заняла бы всю территорию такого города!

Конечно же, есть пустыни – обильные солнцем и бросовыми землями. Но тогда возникает дополнительная проблема – передача (а как тут обойтись без больших потерь?) энергии в те же города. Естественно поэтому: источники энергии жмутся к городам, поближе к потребителю. Можно, к примеру, хитроумно разместить солнечные коллекторы вдоль густой сети шоссейных и железных дорог. Так, чтобы они при этом не мешали сельскохозяйственным угодьям. И вот земной шар уже покрыт «кольчугой» из фотоэлементов. Люди, их постройки загнаны под землю. Стеснены. Но выход ли это из положения? Когда-то Дон-Кихот сражался с ветряными мельницами: его объявили сумасшедшим. А ведь старик был отчасти прав! Совсем недавно экономисты частично его реабилитировали. (Так же, как в 1980 году Ватикан вдруг публично покаялся: Галилей, оказывается, был осужден невинно, ошибочка произошла, видите ли!)

Ученые поставили вопрос: опасна ли ветряная, солнечная, геотермальная энергетика? Чепуха, скажет читатель, как могут быть опасными эти вроде бы экологически стерильные источники? Вот атом, с его радиоактивными отходами... А ведь дело спорное! Энергия солнца или ветра в своем первозданном виде рассеяна, не-концентрирована. Она требует громоздких и сложных устройств. В уране же или угле энергия, так сказать, сконденсирована. И чтобы освободить ее, необходимо гораздо меньше стали, бетона и других материалов. Вот исследователи и занялись подсчетом. Оказалось: по материалоемкости хуже всего обстоит дело у ветростанций (помянем Дон-Кихота!), а по затратам труда на каждый мегаватт не столь почетное первенство держат солнечные батареи.

Можно судить энергетику и по другим показателям. Всякое дело чревато риском: и оступиться можно, и буквально голову сломать. Так вот: если оценивать энергетику потерянными человеко-днями, то в лидеры тут выйдут уголь и нефть. И совсем недалеко от них окажется энергетика солнечная. Так что солнечная энергетика не так чиста, как кажется.

Но есть место, где царит вечное лето, где солнце сияет постоянно и щедро, где нет атмосферы, ослабляющей солнечные лучи, нет дня и ночи. Там можно использовать солнце, так сказать, на полную катушку, на все 100 процентов. Где расположен этот рай гелиотехников? Конечно же, в космосе!

Правда, космос тоже бывает разный. Для наших целей лучше всего выбрать так называемую геостационарную орбиту, удаленную от Земли на 35 800 километров. Ее период обращения ровно 24 часа, сутки! Тут предметы как бы зависают над Землей, стынут в недвижности.

Геостационарные или геосинхронные орбиты уже освоены: тут давно прижились трансляционные спутники связи. Сюда удобно поместить и гелиоэлектростанции.

Мы, люди, ощущаем тесноту Земли, ее крошечность и хрупкость. Но только космонавтам доступно иное ощущение – чувство бескрайности, беспредельности, неизмеримости космических просторов.

Тесно может быть на Земле, но не в космосе! Размещенная там солнечная батарея диаметром в 5 километров и дающая 5 миллионов киловатт электроэнергии (больше, чем Братская ГЭС!) при взгляде с Земли будет иметь такие же угловые размеры, как диск диаметром в 20 сантиметров с расстояния в 1 километр! Для космоса это песчинка!

И таких «песчинок» можно соорудить на геосинхронной орбите столько, сколько потребуется для полного обеспечения землян энергией.

Можно долго перечислять достоинства гелиостанций на орбите. Прежде всего поток солнечной радиации тут много больше, чем на Земле: выше в 15 раз (1,5 киловатта с квадратного метра). Площадку с солнечными батареями можно установить так, чтобы лучи солнца падали на нее оптимальным образом – вертикально.

В космосе не будет ни влаги, ни ветра, ни пыли. А они на Земле – досадная помеха для гелиоустановок. Кроме того, космос обладает привлекательными свойствами – невесомостью и глубоким вакуумом. Они позволят возводить гигантские инженерные сооружения с минимальными затратами материалов.

Гелиостанции вовсе не обязаны действовать в одиночку. Их симбиоз, скажем, с термоядерными установками даже очень желателен. (Для последних идеальный вакуум снимает проблему герметизации, а температура, близкая к абсолютному нулю, позволяет использовать сверхпроводящие магниты для удержания плазмы.)

Так вот, мыслим, к примеру, такой вариант. Гелиостанция дает энергию для мощной лазерной установки. А она, в свою очередь, будет инциировать процессы в установке термоядерной.

Конечно, рассуждать теоретически (на бумажный манер!) гораздо легче, нежели строить гелиоэлектростанции в космосе: туда прежде всего надо забросить с Земли тысячи тонн груза. Технических проблем немало (о них мы еще поговорим), но какие богатые перспективы сулят гелиостанции на орбите! Шесть таких станций мощностью в 10 миллионов киловатт каждая, как показывают оценки, могут полностью удовлетворить потребности в электроэнергии такой технически развитой державы, как Япония. 30—40 станций обеспечат энергией США.

Предтечи и проповедники

Можно подумать, что мысль о гелиоэлектростанциях лишь плод нашего времени: ничего подобного. Еще в глубокой древности человек с надеждой обращал свой взор к солнцу.

Извечное стремление завладеть хотя бы частицей колоссальной мощи солнца породило множество преданий и мифов в религиях всех народов.

Животворящий Ра – у древних египтян, веселый славянский бог Ярило, Гелиос и Аполлон – у античных греков и римлян.

Солнце подарило Земле жизнь. (К. Тимирязев говорил: «Человек вправе, наравне с самим китайским императором, величать себя сыном Солнца»), и, естественно, люди всегда питали к нему сыновние чувства, искали помощи и защиты. Однако тут было больше мистики, чем дела.

Но вот пришли времена Науки и Техники. В 1923 году в Калугу к К. Циолковскому пришло письмо от одесского школьника Валентина Глушко. Пятнадцатилетний подросток увлекся астрономией, мечтал о космических полетах.

А в 1928 году, всего пять лет спустя, будущий академик, тогда студент Ленинградского университета, В. Глушко создал дерзкий проект космического корабля, использующего для полета энергию солнечных лучей.

Гелиоракетоплан. Громадных размеров диск должен был собирать солнечную энергию и преобразовывать ее в электричество. Оно-то, а не химические источники энергии, по мысли Глушко, должно было привести в движение ракету, помещенную в центре этого диска-коллектора.

Это был первый проект, предусматривающий крупномасштабное использование космической солнечной радиации.

Понятно, в наши дни контуры подобных проектов стали более отчетливыми. Идея солнечных космических электростанций (СКЭС) была в 1968 году сформулирована Питером Глейзером, одним из крупнейших американских специалистов в области атомной энергии, бывшим президентом Международного общества по изучению солнечной энергии. В 1971 году Глейзер даже получил патент на эту идею. И другие страны проявили интерес к подобным проектам. В Европе, например, возможности СКЭС анализировали французская фирма «Дорнье» и немецкий концерн «Телефункен».

Подобные проекты обсуждаются и в Японии. Это понятно: Япония почти полностью лишена собственных ресурсов ископаемого топлива и целиком зависит от его импорта. В Японии разрабатывается широкая программа исследований по использованию новых источников энергии, получившая название «Солнечный свет». Она ставит задачу обеспечить «энергетическую независимость» страны. По этим планам до 2000 года будут израсходованы 3,5 миллиарда долларов. Причем значительная часть ассигнований выделена на разработки в области фотоэлектрической технологии.

Сейчас (особенно в США) идет острая борьба между сторонниками и противниками идеи Глейзера. Вначале эта концепция была воспринята довольно скептически. На нее смотрели лишь как на смелую футуристическую фантазию. Дело далекого будущего. Однако прошло 10 лет, и взгляды начинают изменяться. Сейчас группа из 25 американских промышленных и технических организаций учредила совет по проблемам СКЭС. Возглавил его Глейзер. Ближайшая цель совета – развертывание кампании за принятие в конгрессе законодательства, которое предусмотрело бы создание в министерстве энергетики специального отдела космических электростанций.

Ректенны и прочее

Ну хорошо: допустим, гелиостанции выведены на геостационарные орбиты. Потекли реки космической электроэнергии. Но как передать ее на Землю? Не по проводам же!

Лазерный луч – вот что первое приходит на ум. Однако реальнее, как показывают оценки инженеров, другой путь – сверхвысокочастотное излучение (СВЧ).

Ничто не ново на этой грешной Земле! Старые идеи становятся новинкой, порой даже сенсацией лишь тогда, когда появляется в них великая нужда. Лишь тогда давно, казалось бы, забытая мысль становится «открытием», откровением.

Идея передачи энергии без проводов связана с именем выдающегося электротехника серба Никола Тесла (1856—1943). Высказанная на заре XX века, она на многие десятилетия опередила необходимый уровень развития техники. Только в годы второй мировой войны работы по СВЧ получили мощный стимул – появилась радиолокация. Начали совершенствоваться методы генерации сверхвысоких частот, методы приема и методы когерентного излучения направленных пучков сантиметровых волн.

(Выбор длины волны, равной 10 сантиметрам, обусловлен тем, что такие электромагнитные волны почти не поглощаются земной атмосферой. Поэтому передача, скажем, энергии из космоса на Землю будет осуществляться практически без потерь.)

Электроника сверхвысоких частот находит сейчас применение во многих областях: в измерительной технике (осциллографы, усилители, фотоэлементы), кибернетике (автоматы, счетно-решающие устройства, стабилизаторы), в связи (радио, телевидение, радиолокация) и так далее. Но мы-то говорим о другом – о том, что можно было бы условно назвать «энергетической электроникой», или «электроникой больших мощностей».

У нас в СССР это новое направление в последние десятилетия вместе со своими сотрудниками успешно развивает академик П. Капица. Он первый (работа была начата еще в трудные послевоенные годы: 1946– 1952) заговорил о возможности промышленной трансляции по СВЧ-каналам больших количеств электроэнергии.

«Я хочу напомнить, – прозорливо писал П. Капица еще в 1962 году, когда о СКЭС еще и не думали, – что электротехника, прежде чем прийти на службу энергетике, в прошлом веке занималась широко только вопросами электросвязи (телеграф, сигнализация и прочее). Вполне вероятно, что история повторяется: теперь электроника используется главным образом для целей радиосвязи, но ее будущее лежит в решении крупнейших проблем энергетики».

П. Капица указал и основное преимущество СВЧ-энергетики: возможность сосредоточения большой электромагнитной энергии в малых объемах и исключительную гибкость, с которой происходит трансформация СВЧ-энергии в другие виды.

Уже сейчас на Земле, видимо, можно было бы перекачивать электричество по волноводам – трубам, проложенным под землей, подобно нефте– и газопроводам. Конечно, не все технические проблемы решены. Но главное препятствие не в этом.

Трудность та, что приходится конкурировать с уже созданной мощной электротехнической промышленностью. С этим колоссом, который, хотя решает аналогичные задачи и не столь совершенно и экономически менее рентабельно, прочно стоит на ногах, буквально врос в земной шар и не собирается уступать свои позиции.

Это соображение и перевешивает все плюсы электроники больших мощностей: высокие уровни мощности, отсутствие изоляторов, мачт и опор, малые потери, возможность расположения волноводов под землей с целью сохранения лесных и земельных угодий.

Пока, видно, на Земле конкуренция невозможна, но ведь есть еще и космос! Где традиционные способы передачи электроэнергии малопригодны либо и вовсе неприемлемы.

Передача энергии из космоса мыслится таким образом.

Прежде всего полученный на гелиостанции в фотоэлементах постоянный ток должен быть преобразован в электромагнитное излучение с длиной волны 10 сантиметров. В космосе также должно оборудовать передающую СВЧ-антенну километровых размеров.

Это в космосе. А на Земле потоки энергии примет ректенна (гибрид английских слов «rectifier» и «antenna» – выпрямитель и антенна). Они предназначены для одновременного приема СВЧ-колебаний и выпрямления их в постоянный ток.

Полученная так энергия (ректенна мощностью в 10 миллионов киловатт займет на Земле площадку диаметром в 7,4 километра), как полагают, будет частично использована для производства горючего (разложение воды электролизом на водород и кислород), алюминия и на потребу других энергоемких промышленных комплексов, частично же будет потреблена как электроэнергия.

Техническая сторона дела развивается успешно. Но тут, увы, есть еще и другая сторона – экологическая! Мощные пучки СВЧ-излучения (порядка 200 ватт на квадратный метр) не могут не сказаться на состоянии пронизываемых ими участков атмосферы и ионосферы. Это излучение, особенно в его высокочастотной части, довольно сильно поглощается молекулами воды и кислорода, что может вызвать локальный перегрев воздуха.

И не только это. А птицы? Что станется с ними, если Земля будет окружена поясом космических электростанций?

А самолеты и вертолеты? Точнее, их бортовая электронная аппаратура? Они могут выйти из строя. И зоны, пронизанные пучками СВЧ-излучений, превратятся в рукотворные бермудские треугольники! По-видимому, их придется окружить радиобакенами: они оповестят самолеты об опасности, направят в спасительный фарватер.

А человек? Воздействие СВЧ-излучений на центральную нервную систему? Эти вопросы еще плохо изучены, соответственно отсутствуют и мировые стандарты предельно допустимых доз.

Район приемной антенны займет территорию в 250 квадратных километров. Не вымрет ли здесь все живое? Правда, напрашивается простой выход: поднять решетку ректенны над Землей. Она почти полностью поглотит СВЧ-излучение, но пропустит до 80 процентов солнечного света и не задержит осадков. И вроде бы здесь можно будет разместить сельскохозяйственные угодья – пашни, пастбища, сады.

Конечно, СКЭС – это пока еще уравнения со многими неизвестными. Но будут ли они реализованы или нет, все равно земной энергетике не избежать, видимо, использования электроники больших мощностей (вспомним прогноз Капицы). Дело в том, что определенный смысл в будущем может иметь концентрация энергетических комплексов (ядерная энергетика, солнечная и т. д.) в удаленных малонаселенных местах. Тогда непременно возникнет проблема передачи больших количеств энергии через материки и водные массивы к потребителям.

Вариант возможного кардинального решения этой проблемы уже предложен. Спутники-отражатели в космосе. В районе такого энергетического комплекса будет помещен СВЧ-передающий центр. Созданный им электромагнитный пучок, отраженный от расположенного на геосинхронной орбите пассивного зеркала (металлическая решетка многокилометровых размеров), будет повернут к Земле и попадет на ректенну в местах потребления энергии.

Так вновь Земля оказывается связанной с космосом крепкими узами. Так вновь заявляет о себе очевидный глобальный характер будущих энергетических проектов. Так вновь возникают нерешенные проблемы – скажем, а не появятся ли гангстеры от энергетики? Они будут грабить уже не золото, а то, что может стать дороже его, – энергию! Ведь в космос нетрудно забросить и другие отражающие зеркала!..

В конце концов все – любой проект, начинание, инициатива – упирается в дилемму: дешево – дорого. Почем киловатт взятой из космоса солнечной энергии? Это сложный вопрос.

Слишком масштабен проект гелиоэлектростанций. Его планетарный характер тянет за собой многие трудноподдающиеся оценке эффекты: экологические, демографические, правовые и так далее.

Сравнивать СКЭС и традиционную энергетику трудно еще и потому, что все наземные энергетические комплексы требуют дополнительных затрат на сооружение линий передач, разработку месторождений, обогащение сырья, доставку горючего, захоронение отходов и пр. и пр.

Непросто также (СКЭС пока еще не построены!) рассуждать о том, что, вероятнее всего, станет реальностью лишь через пару десятилетий, скажем, к 2000 году. Таким образом, экономические оценки тут тесно переплетаются с футурологией. Вот поэтому-то встречающиеся в литературе цифры величины капитальных затрат на единицу мощности СКЭС и колеблются в довольно широком интервале.

Следовало бы принять в расчет и то, что отличительная черта конструкций СКЭС – наличие большого количества однотипных элементов, узлов и деталей, таких, как концентраторы солнечного света, пленочные солнечные батареи, элементы опорной структуры, ампли-троны, волноводы, диполи и диоды ректенн. Все это позволяет в принципе применить настолько высокую степень автоматизации процесса производства, что стоимость узлов и деталей будет, по существу, определяться стоимостью исходных материалов. Объем же последних в пересчете на единицу вырабатываемой мощности оказывается необычно низким с точки зрения существующих наземных энергосистем – порядка 2—2,5 килограмма на киловатт.

Это все общие рассуждения, а вот конкретные оценки, проведенные специалистами из центра имени Маршалла (США) для «солнечных городов». Конечно, СКЭС будут добывать энергию автоматически, но для профилактических и некоторых других работ потребуется периодическое – а возможно, и постоянное! – появление на гелиостанциях космонавтов. Стоимость создания и изготовления первого спутника-электростанции, считают они, включая стоимость доставки деталей на орбиту и наземных систем, составит 50—100 миллиардов долларов. Напомним: доставка людей на Луну (проект «Аполлон») обошлась в 20 миллиардов долларов. Полагают, что после 2000 года будет создано уже 100 спутников-электростанций, и срок службы каждого из них превысит 30 лет – средний срок службы для ТЭС на Земле 25 лет. При этом стоимость вырабатываемой СКЭС электроэнергии составит 4—8 центов за один киловатт-час (сейчас в США для наземных энергетических установок аналогичная величина составляет 2,5 цента за киловатт-час). Поэтому-то специалисты и считают, что после 2000 года гелиостанции смогут успешно конкурировать с другими источниками энергии. Если смотреть далеко в будущее, то почему, собственно, космические электростанции должны базироваться лишь на энергии солнечных лучей? А другие виды космических излучений: радиоволны, гамма-лучи, рентгеновские?.. Богатства космоса неисчерпаемы, и СКЭС – только первый шаг на пути овладения этими сокровищами! Есть и другие дерзкие идеи. До поверхности Земли доходит малая доля всей солнечной радиации. Ее можно увеличить с помощью космической техники, например, смонтировать на околоземной орбите достаточно большой рефлектор. Такое зеркало станет второй Луной – Лунеттой. Но в отличие от Луны, помещенное на геостационарную орбиту, оно создаст практически постоянное полнолуние. А искусственное освещение очень нужно в полярных областях и в других глухих уголках Земли, лишенных электричества и дорог для подвоза топлива. Можно не только освещать Землю, но и дарить ей дополнительное тепло тех солнечных лучей, которые пока проносятся мимо нее и попусту теряются в космических равнинах. Так возникает не менее заманчивая идея о создании второго рукотворного Солнца – Солетты. Куда девать эту бездну энергии? Думается, потомки найдут ей такое применение, которое наша фантазия пока не в силах и представить. Заманчивые перспективы, но дорога в космос за энергией может оказаться долгой. Психология человека такова, что всякое новшество обязательно кажется поначалу подозрительным. Консерватизм наших взглядов и привычек крепко держит нас «на привязи». Влияние предубеждений, сила традиций, доминирующее господство определенных энергетических доктрин. Большое число оппонентов, которых необходимо убеждать, уламывать, а то и попросту ломать!Эту ситуацию очень удачно охарактеризовал профессор Массачусетского технологического института (США) С. Уэлслей-Миллер: «Представьте себе, – сказал он однажды, – что солнечная энергия используется повсеместно. А теперь представьте, что я предлагаю следующую революционизирующую идею – послать геологические партии в пустыни Ближнего Востока на поиски нефтяных месторождений. После того как нефть будет найдена, постройте там вышки и начинайте добычу. Я предложил бы далее транспортировать эту нефть по нефтепроводам или на специализированных нефтеналивных судах в другие концы земного шара, где ее подвергли бы переработке, а затем развозили потребителям на грузовиках. Я уверен: нашлось бы множество людей, которые с цифрами в руках убедительнейшим образом доказали бы экономическую неосуществимость моего предложения...» К этому можно было бы добавить, что генераторы, работающие на солнечной энергии, показались бы их противникам более экономичными и гораздо более рентабельными и привлекательными, если бы их сравнивали с теми первыми, скажем, дизельными двигателями, модели которых когда-то на свой страх и риск создавались в небольших мастерских первопроходцами современной техники. Мы говорим: «Эра космоса», ибо задача овладения космосом – столбовой путь человеческой цивилизации. Но мы обычно говорим: «век атома», а не «эра». Почему? Нет ли тут подсознательного ощущения, что использование атомной энергии на Земле – всего лишь промежуточный этап нашей энергетики? Что дело это временное, пока не будут отысканы более естественные, более близкие природе человека источники энергии? Что же придет на смену атому? Скорее всего эра Солнца! А если выражаться точнее, эра космической энергетики, отдельные (солнечные!) грани которой начинают постепенно прорисовываться на наших с вами, читатель, глазах.