Вам строить космические острова и
звездолеты, книга о развитии космоса
Дата создания
сайта:
24/02/2013
Освоение космоса в будущем
Летающие электростанции
(продолжение)
Лазерный луч в настоящее время рассматривается будущими строителями
солнечных космических электростанций как альтернатива микроволновому
излучению. Конечно, каждый из двух указанных способов транспортировки
энергии имеет и достоинства, и изъяны, значение которых возрастает или
уменьшается в зависимости от конкретных условий работы всей
наземно-космической системы. Так, например, СВЧ-излучение почти без
потерь проходит сквозь атмосферу, тогда как лазерный свет активно
поглощается и воздухом, и облаками. Зато лазерный луч более узок, он
компактнее пучка радиоволн, несущих ту же мощность, что обусловливает
существенно меньшие размеры приемных антенн. Есть у световых линий
передачи и еще одно преимущество - возможность пользоваться
устанавливаемыми на спутниках зеркальными ретрансляторами.
IV
Уже говорилось, что будущие космические электростанции - это грандиозные
сооружения. Для их строительства потребуется доставлять в околоземное
пространство десятки тысяч тонн различных материалов, деталей, узлов.
Для сравнения укажем, что общая масса крупнейшего на сегодня
орбитального комплекса "Мир" не превышает и ста тонн. А ведь каждую его
часть, будь то базовый блок, транспортные корабли или специализированные
модули, выводили в космос крупные ракеты-носители. Даже исполинская
ракета "Энергия" за один раз может поднять на орбиту лишь сто тонн с
небольшим. При этом сама весит на старте свыше двух тысяч тонн, из
которых львиную долю составляет ракетное топливо.
Таким образом, для доставки на орбиту элементов только одной солнечной
станции потребовалось бы несколько сот таких ракет, как "Энергия". А
ведь единственная космическая электростанция, даже очень мощная, погоды
не сделает. Внеземная энергосистема станет экономически выгодной лишь в
том случае, если в нее войдут десятки, а то и сотни подобных объектов.
Значит, во столько же раз увеличится и число необходимых для их создания
ракетных запусков. А это немыслимо, и не столько из-за колоссальных
финансовых затрат и растягивания на длительное время сроков
строительства, сколько из-за недопустимого загрязнения атмосферы
продуктами сгорания огромного количества ракетного топлива.
Следовательно, нужно искать какие-то принципиально новые подходы к
решению этой проблемы. По мнению советских специалистов, задача состоит
в том, чтобы "найти способы существенного снижения массы космической
электростанции при сохранении той же полезной мощности; организовать
доставку грузов на опорную околоземнуюорбиту
с минимальным ущербом для окружающей среды; обеспечить оптимальный
перевод этих грузов на геостационарную орбиту".
Приемная антенна СВЧ на Земле.
И здесь вновь приходится удивляться прозорливости К. Циолковского,
который полвека назад высказал идею, способную разрешить почти все эти
трудности. "Сам снаряд,- писал ученый в своей работе "Космический
корабль",- может не запасаться энергией "материальной", т. е. весомой, в
виде взрывчатых веществ или горючего. Она ему передается с планеты в
образе параллельного пучка электромагнитных лучей с небольшой длиной
волны... Этот параллельный пучок электрических или даже световых
(например, солнечных) лучей... также может дать достаточную быстроту
снаряду". Великий ученый как будто подсмотрел в грядущем и
"беспроволочный" способ передачи энергии, и мощные генераторы света.
Причем не только естественного, но и искусственного. Не зря же солнечные
лучи приведены в цитируемом отрывке лишь в качестве примера.
В разных странах уже давно ведутся работы по конструированию лазерных
установок для ракет. В них, в отличие от применяемых в
настоящее время жидкостных и твердотопливных двигателей, рабочее
вещество и превращающий его в реактивную струю источник энергии
разделены между собой. Мощный лазерный луч "со стороны" направляется на
имеющееся на борту ракеты рабочее тело (им может служить даже
обыкновенная вода), превращая пар в плазму, которая с высокой скоростью
истекает из реактивного сопла. Стартовый вес ракеты с лазерными
двигателями всего лишь в два раза превышает массу полезной нагрузки, в
то время как у ракет на химическом топливе это соотношение во много раз
хуже.
При запуске ракет лазерный луч можно направлять на них и с космической
электростанции. Однако ее мощности, даже если станция достаточно велика,
вряд ли хватит для подъема тяжелых носителей. Поэтому энергию из космоса
придется сначала аккумулировать, собирать на Земле в специальных
накопителях с тем, чтобы в нужный момент превратить ее в лазерное
излучение повышенной мощности.
Итак, лазеры способны упростить доставку грузов на монтажную орбиту. Но
оказывается, что с их помощью можно облегчить и сами космические
электростанции, сделать их более простыми и менее громоздкими. Нужно
только научиться сразу, без промежуточных преобразований, превращать
концентрированный солнечный свет в мощный лазерный луч. В том, что это
возможно, сомневаться не приходится. Недаром самые первые лазеры
работали именно так - "накачиваясь" светом.
