Космическая сила
Вместо того чтобы мучиться с переходом на новые источники энергии, ненадежные и не слишком мощные, почему бы не построить солнечную электростанцию прямо в космосе – и получать на земле уже готовое чистое электричество?
«Подобно тому как интернет демократизировал доступ к информации, беспроводная передача из космоса демократизирует доступ к энергии. Для ее получения где угодно не потребуется строить громоздкую наземную инфраструктуру».
Серджио Пеллегрино, профессор Калифорнийского технологического института
Летом 2023 года, пролетая над кампусом Калифорнийского технологического института, спутник Vigoride-5 направил тонкий луч к приемнику на крыше одного из корпусов. Антенна уловила этот сигнал и преобразовала в постоянный ток – еще совсем слабый, зато впервые полученный прямо с космической электростанции. Точнее, с экспериментального прототипа, установленного на борту спутника: 50-килограммовый блок SSPD-1 испытывал ключевые технологии, необходимые для добычи энергии на орбите и последующей отправки ее на Землю.
Закрепленные в негерметичном корпусе, подверженном экстремальным условиям космического полета, здесь прошли проверку фотоэлементы 32 разных типов. Рядом работал массив трансмиттеров MAPLE, испускавших микроволны сложным «аккордом». Их сигналы интерферировали, взаимно уничтожаясь в одних участках и усиливаясь в других, и в итоге складывались в узкий пучок. Контролируя момент включения каждого трансмиттера, можно было менять направление его излучения, причем без использования подвижных деталей конструкции. Именно так луч удалось нацелить точно на нужную крышу в Калифорнии, чтобы передать туда крошечную долю энергии.
От фантастики до инженерии
Как и многие другие технологические концепции, идея космической энергетики началась с фантастики: на такой космоэлектростанции – между прочим, на пару с искусственным интеллектом – работают герои рассказа Айзека Азимова «Логика», написанного еще в 1941 году. Реальные эксперименты в этом направлении начались только в конце 1960-х, а в 1973-м инженер из NASA Питер Глейзер запатентовал способ передачи энергии с орбиты с помощью микроволн. Через несколько лет, когда мир охватил энергетический кризис, ученого привлекли к более серьезной проработке идеи. К сожалению, сложность и стоимость такого проекта в тот момент оказались неподъемными даже на фоне резко подорожавшей нефти, и космическая электростанция перестала выглядеть реальной.
Однако помечтать было о чем. Орбитальная гелиостанция – в отличие от обычных солнечных или ветряных – могла бы давать стабильный поток энергии круглый год: из космоса нашу звезду видно днем и ночью, ее не закрывают облака, а атмосфера не рассеивает свет. Кроме того, геополитические конфликты работе такой станции практически не мешают, поскольку наземная инфраструктура ей требуется сравнительно несложная и небольшая.
В 1997 году NASA в очередной раз оценило перспективы проекта. Выяснилось, что ключевых проблем у него две: низкая эффективность солнечных батарей (тогда они могли преобразовывать в электричество менее 10% падающей энергии) и запредельная цена выведения грузов на орбиту. Однако уже к 2010-м ситуация по обоим пунктам резко улучшилась. Производительность солнечных батарей превысила 20%, а их стоимость упала в десятки раз. Сравнимым образом подешевели электронные компоненты и услуги космических запусков. Орбитальная электростанция наконец перестала быть фантастикой, перейдя в разряд обычных инженерных задач.