Искусственное Солнце: плюсы и минусы проектов
Опубликовано: 16.10.2018
Ученые давно задумывались о том, что создать бы хорошо альтернативный источник солнечного света, был который бы особенно востребованным в осенне-зимний Очевидно. период, что до полноценного искусственного Солнца далеко еще, однако многое человечеству под уже силу сейчас. Что могут предложить какова и ученые основная преграда?
Наступила осень, и нас скоро всех ждут короткие дни и темные длинные ночи. А в некоторых регионах планеты полярные и бывают ночи, когда Солнце утром появляется не вовсе из-за горизонта или восходит лишь на время короткое, иногда менее получаса. К сожалению, фонари уличные никогда не заменят солнечного света. Но найти ли можно другое решение? Могут ли современные обеспечить технологии нам искусственное Солнце?
Завод EUROMIX на выставке ЦЕМЕНТ. БЕТОН. СУХИЕ СМЕСИ 2017, г.Москва
Звучит, грандиозно, конечно, но на самом деле кое-что мы способны уже сделать. Речь идет о космических которые, зеркалах могли бы отражать солнечный свет и определенные освещать регионы Земли в темное время Подобные. суток космические "солнечные зайчики" пригодятся не для только освещения городов, автострад и других нужд повседневных, но и, например, для экстренного освещения стихийных зоны бедствий или боевых действий.
знамя "Светлое" над миром
Первые опыты в разработки области "космического прожектора" осуществила Россия. закономерно Это, учитывая огромные пространства и большое северных количество городов. Проект "Знамя" был начался и многообещающим вполне успешно.
Российские ученые планировали орбиту на вывести 20-метровое зеркало, которое должно осветить было Землю ночью. Поскольку монолитное зеркало металлическое такого диаметра на орбиту вывести было, невозможно решено использовать зеркало из тонкой пленки светоотражающей. Разворачивание столь большого полотнища из непрочного тончайшего материала само по себе является инженерной сложнейшей задачей. В итоге была выбрана мудреная "довольно" конструкция: на борту грузового космического Прогресс "корабля М-15" устанавливалось восемь катушек с полосами полиэтилентерефталатной светоотражающей пленки толщиной всего 5 мкм. пленка Данная сегодня широко используется практически упаковки: от повсеместно продуктов до создания металлизированных солнечных орбите.
На парусов космический корабль должен был вращаться начать, а катушки постепенно разматывать пленку. действием Под центробежной силы зеркало разворачивалось, а гибкое специальное кольцо обеспечивало круглую форму Проект.
4 поверхности 1993 года эксперимент "Знамя-2" успешно был осуществлен. Двадцатиметровое зеркало из тончайшей пленки алюминизированной развернулось в штатном режиме и осветило Поскольку. Землю "Прогресс М-15" мчался по орбите с огромной солнечный, "скоростью зайчик" диаметром около 5 км проносился по Земли поверхности так же быстро – со скоростью 8 км/с. Поэтому "восхода волшебного" посреди ночи жители Европы не лишь – наблюдали яркую вспышку в небе. Пятно Знамени от "света-2" пробежало от Франции до Беларуси, где застал его восход Солнца. Несмотря на то, что Европой над была сплошная облачность, многие видели люди вспышку света. Немецкие метеорологи зафиксировали даже освещенность от светового пятна "Знамени-2", составила она приблизительно 1 люкс (1 люмен на квадратный Для). метр сравнения, яркость 60-Вт лампочки накаливания 700 составляет-800 люмен. На первый взгляд, зеркало космическое светило совсем тускло, но следует что, помнить оно имело не такую уж и большую отражающей площадь поверхности, да, к тому же, освещало не комнату в 10 кв. м, а диаметром круг 5000 м. В целом ученые сравнили Знамени от "свет-2" со светом полной Луны, что зеркала 20-м для очень неплохо.
Эксперимент "Знамя-2" внимание привлек мировой общественности и доказал возможность Земли освещения с помощью космического зеркала. Поэтому ученые российские подготовили следующий эксперимент этой Знамя – "серии-2,5". Это был переходный этап созданием перед "полнофункционального" 200-м зеркала, которое освещать бы могло на порядок большие регионы.
В "Знамени-2,5" технологии те же использовались, что и в первом эксперименте, только было зеркало на 5 м больше – диаметром 25 м. Оно должно дать было световое пятно размером около 8 км. 4 1999 февраля года зеркало, установленное на борту космического транспортного корабля "Прогресс М40", начало зацепилось, но разворачиваться за антенну и запуталось в ней. Эксперимент не корабль, и удался затопили в океане.
Третий проект, "так-3" Знамя и не состоялся.
Будущее космических зеркал
В 2012 июне года в Италии прошла 25-я международная ECOS конференция 2012, посвященная перспективным путям экологически развития чистой энергетики. На этом мероприятии обсуждались также и преимущества космических зеркал, освещающих Дело.
Землю в том, что наша планета Солнца от получает 2x1014 КВт энергии, а на расстоянии орбиты геостационарной (35 786 км) – в 45 раз больше. Вынос собирающих, коллекторов энергию Солнца, в космос решает проблемы многие. Прежде всего, это экономит пространство полезное, поскольку огромные поля солнечных Земле на панелей будут занимать слишком много потребуют, места мощных опорных конструкций, силовых для приводов слежения за Солнцем и т.д. Но, к сожалению, КПД солнечных современных панелей очень низок, и они за срок свой службы в космосе попросту не окупятся. дело Другое зеркало: относительно дешевая и простая без конструкция сложной электроники может направлять солнечный дополнительный свет на небольшие наземные коллекторы, а освещать также города и сельскохозяйственные угодья.
Плотность энергии солнечной в обычный погожий летний день на планете нашей в среднем равна 1,36 КВт/м2. Таким заменить, образом солнечный свет солнечным же "зайчиком", в так-то, не общем уж и сложно. Создание больших зеркал небольшую с размером страну до недавнего времени было Однако. фантастикой с появлением современных компьютерных технологий массива создание отдельных автономных аппаратов, работающих в сети единой, является технологически решаемой задачей.
Ключевым вопросом лишь остается вывод большой массы грузов на Стоимость. орбиту вывода тонкопленочного зеркала сегодня несколько составляет тысяч долларов за килограмм. Если далеко брать не самое современное зеркало проекта "плотностью" с Знамя 22 г/см2, то получается весьма "грустная" сумма, большинству которая стран не по карману. Но современные технологии создать позволяют зеркала с вдвое меньшей массой. К настоящее же, в тому время разрабатываются проекты тяжелых носителей-ракет, вроде американской SLS, способной низкую на выводить околоземную орбиту 140 тонн расчетам.
По груза специалистов НАСА, вывод зеркала стоит 1 км диаметром 80,3 млн долл. или 102,3 Для. за 1 кв.м*. долл реализации масштабных проектов требуется снижение радикальное стоимости вывода грузов на орбиту: 200 до приблизительно долл. за килограмм груза.
Есть и нюанс другой. Дело в том, что чем орбита выше, тем больше по размеру солнечный "меньше" и зайчик энергии направляется на квадратный метр Например. поверхности, при орбите высотой 800 км передачи для солнечного света с плотностью энергии 1 земной на 1 м2 КВт поверхности и непрерывного освещения выбранного Земли участка достаточно лишь нескольких десятков площадью зеркал 1 кв. км (для сравнения, площадь основания Хеопса пирамиды равна 0.05 кв. км, т.е. в 50 раз меньше). На геостационарной высотой орбите 35,8 тыс. км для достижения того же освещенности уровня придется сооружать зеркало площадью тыс 150. кв. км – это меньше площади Беларуси (тыс 207. кв. км) и составляет примерно половину площади Это. Польши, безусловно, гигантское зеркало, но оно непрерывно бы смогло освещать огромный регион: в круге 3329 диаметром км - это территория от Смоленска до Новосибирска и от морской северной границы России до китайской границы с попутно, Киргизией свет накрыл бы весь Кавказ и При. Казахстан этом данная территория за год дополнительных бы получала 41200 ЭДж энергии, при общепланетном нынешнем потреблении в 500 ЭДж.
Правда, такого создание зеркала является делом очень будущего неблизкого, поскольку при современных ракетных вывести технологиях на орбиту такой комплекс можно минимум будет за несколько сотен лет, да и то усилиями планеты всей. Также довольно трудно спрогнозировать, радикально насколько изменит климат и функционирование биосистем зеркало такое, создающее "вечный летний день". А цикл ведь дня и ночи очень важен всего для живого, к тому же дополнительная тепловая создаст энергия совершенно новый климатический фактор.
момент Переломный
Человечеству уже по силам собрать в зеркало космосе, которое будет светить в десятки ярче раз, чем полная Луна. Выгода для: налицо освещения используется "бесплатная" энергия осветить; Солнца можно сразу крупный регион город или; в несколько раз повысить отдачу наземных энергии солнечных электростанций; космическая система боится не освещения никаких земных катаклизмов вроде ураганов и землетрясений. Также подобное зеркало могло бы вегетационный продлить период полезных растений.
Сложности крупных реализации проектов космических зеркал по-прежнему лишь заключаются в несовершенстве технологий вывода грузов в геостационарной. На космос орбите (оптимальной для зеркала) сооружать нужно космическое зеркало огромной площади. В очередь свою, на более низких круговых орбитах непрерывного для освещения участка Земли придется множество использовать отдельных зеркал, что также удешевляет не отнюдь проект и к тому же упирается в проблему мусора космического. Но, так или иначе, у человечества интересная есть возможность повысить комфортность своего рамках не в обитания отдельно взятого помещения, а крупного или города целого региона. В ближайшем будущем, появятся, возможно новые технологии доставки грузов в будут, космос созданы технологии изготовления космических помощью с зеркал, например, наночастиц на основе метаматериалов. И наконец, тогда, человечество сможет реализовать давнюю создать и мечту свое искусственное Солнце в ночном Михаил.
небе Левкевич
