А в чем тренд?
Ночью 5 февраля 1993 года в Европе можно было увидеть тусклую вспышку света. Она исходила от развернутого рядом с орбитальной станцией «Мир» российского устройства под названием «Знамя 2». Это солнечный парус, который представлял собой 20-метровый диск, покрытый устойчивой к перепаду температур полимерной пленкой и алюминием. Цель эксперимента заключалась в демонстрации возможности отражения солнечной энергии из космоса на Землю.
Спустя несколько часов после того, как «Знамя 2» направило луч на Землю, его вывели с орбиты, и устройство сгорело в атмосфере над Канадой. Отсутствие финансирования в 1990-х годах помешало команде российских ученых продолжить эксперименты. Однако в 2024 году группа европейских исследователей предлагает вернуться к их технологии по освещению земной поверхности.
Орбитальные отражатели
Группа ученых из Университета Глазго в Великобритании опубликовала научную работу, в которой предложила развивать аналогичные «Знамени 2» разработки. Их концепция заключается в том, что отражатели на орбите Земли будут помогать солнечным батареям генерировать энергию вечером и ночью, когда нет прямого солнечного света.
И разработка британских ученых, и технология «Знамени 2» основываются на идее немецкого исследователя Германа Оберта. Еще в 1929 году он описал отражатели, которые передают солнечную энергию для освещения мегаполисов.
Улучшение работы солнечных батарей
Исследователи из Университета Глазго считают, что идея Оберта может быть реализована благодаря новейшим технологиям. К ним относятся роботизированные аппараты, которые могут производить и собирать конструкции в космосе. Материалы могут запускаться на современных ракетах, например производства компании SpaceX.
Каждый раз, когда отражатель будет проходить над солнечной электростанцией, он сможет наклоняться так, чтобы освещать батареи. Каждый пролет будет продлевать «день» и увеличивать часы выработки электроэнергии.
Освещение зоны в 10 км
Отражатели будут находиться на орбите в 900 км над Землей — примерно вдвое выше, чем Международная космическая станция. По оценкам исследователей, освещенная область на Земле при максимальной яркости составит около 10 км. Поэтому подобная система будет нацелена не на отдельные солнечные батареи, а на крупные электростанции, которые располагаются вдали от населенных пунктов.
Каждый пролет будет продлевать выработку энергии примерно на 15–20 минут в предрассветные и сумеречные часы. В это время спрос на электричество наиболее высок и часто превышает объем, вырабатываемый ветром и солнцем, поэтому для компенсации приходится прибегать к углю, газу и нефти. Отражатели помогут сократить использование ископаемого топлива без необходимости накапливать энергию в течение дня.
Проблема — в дороговизне
Исследователи предлагают использовать шестиугольные отражатели, длина каждой стороны которых — 250 м. Аппарат весит около 3 т, в чем и заключается основная проблема технологии: запуск 1 кг груза в космос оценивается в $2–3 тыс. Для окупаемости объектов это значение должно снизиться как минимум в десять раз.
Орбитальные солнечные отражатели пока остаются амбициозными планами. Однако они представляют собой способ соединить космический и энергетический секторы, чтобы ускорить переход к экологически чистой энергии и решить проблему изменения климата.