چگونه فضا به زمین با منابع انرژی کمک خواهد کرد. انرژی فضایی انرژی فضایی نوعی انرژی جایگزین است که شامل استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید الکتریسیته - ارائه است. تمرین استفاده از انرژی فضا و زمین

هیچ جوی در فضا وجود ندارد، هرگز باران نمی بارد، و در مدارهای زمین ثابت هرگز شب نیست: این مکان ایده آل برای یک نیروگاه خورشیدی است که ۲۴ ساعت شبانه روز و ۳۶۵ روز در سال انرژی جمع آوری می کند. $CUT$ انرژی پاک از بالا

ایالات متحده، چین، هند و ژاپن در حال توسعه پروژه های خود هستند که شامل آرایه های خورشیدی روباتیک است که مقادیر عظیمی از انرژی پاک و تجدیدپذیر را به صورت بی سیم به زمین ارسال می کند.

برخی از گزینه ها شامل ارسال تا 1 گیگاوات انرژی از طریق پرتوها به زمین هستند - برای تامین انرژی یک شهر بزرگ کافی است. به گفته پل جافه، مهندس فضایی در آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی دریایی ایالات متحده، این مفهوم کاملاً علمی است.

یافه می‌گوید: «ناسا و وزارت انرژی ایالات متحده در اواخر دهه 70 یک مطالعه 20 میلیون دلاری انجام دادند و این مفهوم را با جزئیات بررسی کردند. در آن زمان همه به این نتیجه رسیدند که هیچ مشکلی با فیزیک وجود ندارد، اما سؤالاتی در مورد اقتصاد وجود دارد.

مشکل اصلی هزینه پرتاب های فضایی است که برای ساخت ماهواره ای که انرژی را منتقل می کند، مورد نیاز است. با هزینه پرتاب 40000 دلار به ازای هر کیلوگرم در برخی موارد، قیمت نهایی اولین نیروگاه خورشیدی فضایی می تواند تا 20 میلیارد دلار باشد.

پیمانکاران خصوصی

با ورود به دوران اکتشاف فضای خصوصی که هزینه های پرتاب را به طور قابل توجهی کاهش می دهد، فیزیک پایه نشان می دهد که ارسال محموله به فضا بسیار گران است.

این موضوع هر 10 سال یکبار بررسی می‌شود، زمانی که فناوری‌ها تغییر می‌کنند و در نتیجه جنبه اقتصادی موضوع تغییر می‌کند.»

یافه می‌گوید که جنگ در خاورمیانه انگیزه جدیدی به توسعه ایستگاه‌های خورشیدی مبتنی بر فضا داد زیرا مهندسان علمی با چالش انتقال نیرو به مناطق متخاصم مواجه بودند. گیرنده های متعدد و پنهان می توانند انرژی کیهانی را جذب کرده و ارتش را بدون نیاز به کشیدن ژنراتورهای دیزلی خطرناک و گران قیمت از طریق آب یا هوا تامین کنند.

اگر بتوانید الکتریسیته را از فضا استخراج کنید، احتمالاً تعجب خواهید کرد.

سوالات امنیتی

دو راه برای رساندن انرژی به زمین وجود دارد: به شکل پرتوهای لیزر یا امواج مایکروویو.

گزینه پرتو لیزر شامل ارسال ماهواره های کوچک ارسال کننده لیزر به فضا است و هزینه نسبتاً کمی دارد، بین 500 میلیون دلار تا یک میلیارد دلار. ماهواره‌های خود مونتاژ می‌توانند هزینه‌ها را بیشتر کاهش دهند و مونتاژ لیزرهای با قطر کوچک بر روی زمین نسبتاً آسان است.

اما با خروجی 1 تا 10 مگاوات، ماهواره های زیادی برای تامین انرژی کافی مورد نیاز خواهند بود. علاوه بر این، ماهواره ها در هنگام هوای ابری یا بارانی با انتقال لیزر مشکل خواهند داشت.

گزینه مایکروویو امکان انتقال بدون مانع در هنگام باران، برف یا سایر شرایط جوی را فراهم می کند و می تواند گیگاوات انرژی را انتقال دهد.

به گفته Yaffe، فناوری مایکروویو برای چندین دهه وجود داشته است: در سال 1964، دانشمندان توانستند انرژی را با استفاده از امواج مایکروویو به یک هلیکوپتر منتقل کنند. Yaffe می گوید که با یک منطقه فرستنده بزرگ، امواج مایکروویو به قدری پراکنده می شوند که خطری برای زندگی ایجاد نمی کنند. اما اشکال اصلی آنها نیاز به صدها پرتاب به فضا است که امکان ساخت ایستگاه فضایی را فراهم می کند. همه اینها به ده ها میلیارد دلار می رسد.

متأسفانه، شایان ذکر است که عموم مردم علاقه زیادی به مایکروویو و لیزر ندارند، زیرا مایکروویوها بیشتر با امواج مایکروویو در آشپزخانه و لیزرها با نبردهای فضایی در داستان های علمی تخیلی مرتبط هستند.

ساندویچ انرژی

تحقیقات Jaffe بر به اصطلاح "ماژول های ساندویچ" متمرکز است - عناصر سلول های خورشیدی که نور خورشید را به انرژی تبدیل می کنند. یک طرف ساندویچ انرژی خورشیدی را با استفاده از یک پنل فتوولتائیک دریافت می کند، الکترونیک در مرکز آن جریان را به یک موج رادیویی تبدیل می کند و یک آنتن در طرف دیگر پرتو را به زمین می فرستد.

یافه می گوید: «مردم احتمالاً نمی دانند که امواج رادیویی می توانند انرژی را منتقل کنند. - چون عادت کرده ایم در زمینه ارتباطات، تلفن یا تلویزیون به رادیو فکر کنیم. آنها به این واقعیت فکر نمی کنند که امواج رادیویی می توانند انرژی را منتقل کنند."

علیرغم این واقعیت که تمام فناوری ها برای تجهیز یک آرایه خورشیدی فضایی در دسترس هستند، Yaffe معتقد است که اولین ایستگاه از این دست به زودی ظاهر نخواهد شد. اگرچه ژاپنی ها چنین ایستگاهی را یکی از ارکان برنامه فضایی خود قرار دادند.

بدون پایگاه تحقیقاتی که ما در ایالات متحده داریم، به عنوان مثال، در حال تحقیق در مورد انرژی همجوشی حرارتی هسته ای است، بعید است که پیشرفت کنیم. اگر ژاپنی‌ها در پنج سال آینده موفق شوند، ممکن است مردم شروع به صحبت در مورد این کنند که چرا ما کاری انجام نمی‌دهیم.

در نهایت، Yaffe می‌گوید، تا زمانی که واقعاً آن را امتحان نکنید، تشخیص اینکه آیا یک ایده قابل اجرا است یا خیر، دشوار است.

جو ما را از دریافت و استفاده از انرژی خورشیدی "پاک" در سطح زمین باز می دارد. یک راه حل به طور طبیعی به وجود می آید: قرار دادن نیروگاه های خورشیدی در فضا، در مدار زمین. هیچ تداخل جوی وجود نخواهد داشت، بی وزنی ایجاد ساختارهای چند کیلومتری را که برای "جمع آوری" انرژی خورشیدی ضروری هستند، ممکن می سازد. چنین ایستگاه هایی شایستگی زیادی دارند. تبدیل یک نوع انرژی به نوع دیگر به ناچار با انتشار گرما همراه است و ریختن آن به فضا از گرمای بیش از حد خطرناک جو زمین جلوگیری می کند.

امروزه نمی توان با اطمینان گفت که نیروگاه های فضایی خورشیدی (SCPS) واقعاً چه شکلی خواهند بود. و طراحان طراحی SCES را در اواخر دهه 60 آغاز کردند. قرن XX

مسیر انرژی از گیرنده تابش الکترومغناطیسی خورشید تا خروجی در آپارتمان یا منبع تغذیه دستگاه می تواند متفاوت باشد. در اولین پروژه ها موارد زیر پیشنهاد شد: پانل های خورشیدی تولید برق - فرستنده فرکانس فوق العاده بالا (مایکروویو) در SKES - گیرنده روی زمین - پست های توزیع برق. در عمل به این صورت است: صفحات چند کیلومتری پنل های خورشیدی روی یک قاب بادوام. آنتن های آرایه فرستنده; مشابه آنها (و همچنین چندین کیلومتر طول) گیرنده های انرژی در سطح زمین. گزینه، همانطور که به سرعت مشخص شد، بسیار دور از ایده آل است.

مهندسان سعی کرده اند استفاده از پنل های خورشیدی را به کلی کنار بگذارند. به عنوان مثال، استفاده از مبدل های مختلف (مثلاً آینه) در ایستگاه برای تبدیل نور خورشید به گرما، جوشاندن سیال کار و استفاده از بخار آن برای چرخاندن توربین ها با ژنراتورهای الکتریکی پیشنهاد شد. اما حتی در این گزینه، فرآیند به دست آوردن انرژی بسیار طولانی باقی می ماند: نور خورشید از طریق گرما و حرکت مکانیکی به الکتریسیته، سپس دوباره به امواج الکترومغناطیسی برای انتقال به زمین و سپس دوباره به برق تبدیل می شود. هر مرحله منجر به از دست دادن انرژی می شود. آنتن های دریافتی روی زمین باید مناطق وسیعی را اشغال کنند. اما بدترین چیز این است که پرتوهای مایکروویو بر یونوسفر زمین تأثیر منفی می گذارد و تأثیر مخربی بر ده ها موجود زنده می گذارد. بنابراین فضای بالای آنتن ها باید برای پروازهای هوانوردی بسته باشد. چگونه از پرندگان در برابر مرگ محافظت کنیم؟

مشکلات مشابهی در هنگام انتقال انرژی از طریق پرتو لیزر ایجاد می شود که تبدیل مجدد آن به جریان الکتریکی نیز دشوارتر است. استفاده از انرژی به دست آمده در فضا در فضا، بدون ارسال آن به زمین، مصلحت‌تر است. حدود 90 درصد از انرژی تولید شده در کره زمین صرف تولید می شود. مصرف کنندگان اصلی آن متالورژی، مهندسی مکانیک و صنایع شیمیایی هستند. به هر حال، آنها نیز آلوده کننده اصلی محیط زیست هستند. بشریت هنوز قادر به انجام چنین صنایعی نیست. اما شما می توانید آنها را از زمین حذف کنید. چرا از مواد خام استخراج شده در ماه یا سیارک ها با ایجاد پایگاه های مربوطه بر روی ماهواره ها و سیارک ها استفاده نمی کنید؟ این کار قطعاً پیچیده است و ساخت نیروگاه های فضایی خورشیدی تنها اولین قدم برای حل آن است. توربین های بادی، نیروگاه های برق آبی بدون سد و سایر نیروگاه های سازگار با محیط زیست می توانند تولید برق برای نیازهای داخلی را انجام دهند.

هر نسخه ای از پروژه نیروگاه فضایی خورشیدی فرض می کند که این یک ساختار عظیم و بیش از یک است. حتی کوچکترین SCES باید ده ها هزار تن وزن داشته باشد. و این توده غول پیکر باید به مداری دورتر از زمین پرتاب شود. وسایل نقلیه پرتاب مدرن می توانند تعداد مورد نیاز بلوک، واحد و پنل های خورشیدی را به مدار مرجع پایین تحویل دهند. برای کاهش جرم آینه‌های عظیمی که نور خورشید را متمرکز می‌کنند، می‌توان آن‌ها را از نازک‌ترین لایه آینه، به‌عنوان مثال، به شکل سازه‌های بادی ساخت. قطعات مونتاژ شده نیروگاه فضایی خورشیدی باید به مدار بالا تحویل داده شود و در آنجا لنگر انداخته شود. و بخش نیروگاه خورشیدی می تواند با نیروی خود به "محل کار" پرواز کند، در صورتی که فقط موتورهای موشک الکتریکی کم رانش روی آن نصب شده باشد.

وجود یک سیستم کیهانی جهانی که انسان با درک پدیده های فوق محسوس خود از آن استفاده می کند، قرن ها پیش توسط مردمان مختلف تصور می شد. فلسفه هند یکی از جالب‌ترین ایده‌های خود را نشان می‌دهد، یعنی وجود پرانا، یعنی کیهانی، که به پنج شکل مختلف وجود دارد و از فرآیندهای مختلف زندگی پشتیبانی می‌کند، مانند «باد بدن».

کتب مقدس بوداییان و هندوها دقیقاً همان انرژی اولیه کیهانی را توصیف می کنند که با هجای عرفانی "Om" یا "Aum" مشخص می شود که باعث ارتعاش در مغز می شود. چنین ارتعاشاتی می توانند انواع مراکز عصبی انسان () را به حالت خاصی برسانند. این است که به شما امکان می دهد زندگی (کیهانی) را بپذیرید.

نیروی حیات نامرئی که از اصل کلی الهی پشتیبانی می کند، در کتاب مقدس به عنوان «روح القدس» توصیف شده است: «آموزه های ژاپنی و چینی، نیروی حیات را به صورت رودخانه ای با سرچشمه آن در نقطه ای بالای ناف، که از ریه ها در سراسر بدن پراکنده شده است، معرفی می کنند». از طریق بسیاری از کانال های عصبی - به اصطلاح "مریدین". تمام ماده را می توان به عنوان جلوه ای از داده شده در سطح مادی در نظر گرفت. اصطلاح «اتر» توسط ارسطو، فیلسوف و دانشمند یونانی، برای تعیین عنصر پنجم استفاده شد.

"عنصر" در ابتدا شامل تمام اجسامی بود که خارج از جو زمین قرار داشتند. در درک ارسطو، از اتر، انسانها پدید آمدند، که او آنها را غیر مادی خالص توصیف کرد. آنها فرض کردند که حرکات امواج در یک اتر معین باعث می شود که نور از طریق خلاء خاصی به زمین برسد. به همین دلیل است که اغلب به آن "اتر درخشان" می گفتند.

آیزاک نیوتن اتر را نه تنها به عنوان وسیله ای که فضای جهانی را پر می کند، درک کرد، بلکه ثابت کرد که تقریباً 150 سال پیش، کارل-لودویگ فرایهر فون رایشنباخ، یک طبیعت شناس و شیمیدان آلمانی، تمام ماده و اتم های منفرد توسط همان اتر نفوذ می کند. به لطف اختراع نفت سفید، پارافین و غیره، شروع به انجام برخی آزمایشات کرد. آنها مربوط به به اصطلاح "انرژی حیاتی" یا "Odcraft" بودند. این قدرت "Od" است که خود را به عنوان یک درخشش عرفانی متصاعد می کند که از پیرامون بدن ها - انسانی و هر چیز دیگری - آلی و معدنی سرچشمه می گیرد و توسط افراد حساس (مستعد به حساسیت بیش از حد) بدون کمک فن آوری درک می شود دانشمندان رایچنباخ را در طول زندگی اش مورد انتقاد قرار دادند، علیرغم این واقعیت که آزمایش های او بارها تکرار شد و شواهد غیرقابل انکاری به همراه داشت.

خود رایشنباخ که کاملاً از ماهیت فیزیکی کشف خود متقاعد شده بود، در پذیرش ایده عینی بودن فشار برای تشخیص حساسیت در تحقیقات خود مشکل داشت. جیمز ماکسول، فیزیکدان انگلیسی، در همان دوره، بین افراد حساس‌تر و کمتر حساس، وجود اتر را به شکل ساختاری ظریف‌تر از اجسام مرئی فرض کرد که در هر یک از اجزای آن وجود دارد. فضایی که برای انسان خالی به نظر می رسد. در آغاز قرن بیستم، مطالعه اتر متوقف شد، زیرا بیانیه ای که انیشتین ارائه کرد که وجود ندارد توسط اکثر دانشمندان پذیرفته شد.

تنها در سال 1951، فیزیکدان انگلیسی و برنده جایزه نوبل، پل دیراک، دوباره این سوال را مطرح کرد، و در نتیجه، از نظر ریاضی ثابت شد که اتر کیهانی در واقع وجود دارد، پس از این، موضع انیشتین در مورد وجود اتر مورد تجدید نظر قرار گرفت از آن زمان، دانشمندان وجود یک سیال فضایی یا اتر کیهانی را که در آزمایشات خودشان وجود دارد، بیان کردند از یک دوره بعد اما، اگر روی انرژی اولیه کیهان که وجود دارد و اجازه می دهد تا فرآیندهای زندگی اتفاق بیفتد، بمانیم، می توانیم به نتایج خاصی برسیم، اولاً، وجود حیات از قرون وسطی در فرهنگ های مختلف جهانی به عنوان یک امر مسلم تلقی شده است ثانیاً، وجود انرژی اولیه در فضا و آموزش آن توسط دانشمندان مشهور به عنوان یک ضرورت در نظر گرفته می شود، بنابراین، این سوال پیش می آید که آیا ما در مورد همان پدیده فیزیکی صحبت می کنیم - ارزش مقایسه سخنان اجدادمان را دارد. "انرژی حیاتی" و سخنان دانشمندان مشهور در مورد اتر به عنوان انرژی اولیه کیهانی.

دکتر اتریشی رایش تحقیقاتی را در مورد جریانهای رویشی (یعنی ناخودآگاه، بدون تأثیر اراده) در بدن انسان انجام داد. آنها وجود انرژی کیهانی را فرض کردند که بدن انسان قادر به جذب و همچنین تجمع و رهاسازی آن است. او این انرژی را ارگون نامید و فرآیند آزادسازی، انباشته شدن و دریافت آن را در فرمول زیر منعکس کرد: «تنش - شارژ - تخلیه - آرامش بخشیدن به نقش این تپش بیولوژیکی در میدان کلی یک موجود زنده

او معتقد بود که صرفه جویی در انرژی بدن با ضربان تنظیم می شود، به همان صورتی که خون رسانی به همه اندام ها به لطف ضربان قلب انجام می شود. سیستم خودمختار یا خودمختار که بر هضم، تمایلات جنسی، عواطف، تنفس و گردش خون تأثیر می گذارد، به نظر او، وضعیت تغییر، یعنی متابولیسم آن را کنترل می کند.

به عنوان مثال، تنفس توسط اراده تا حدودی کنترل می شود و عمدتاً توسط سیستم عصبی متمرکز. بنابراین، سیستم تنفسی به فرد اجازه می دهد تا به ضربان آزاد بیولوژیکی بدن نفوذ کند. متابولیسم آزاد هر موجودی اساس آن است. یعنی شما می توانید آن را با ضربان بیولوژیکی آن تشخیص دهید، در ابتدا، ارگون توسط رایش فقط به صورت تشعشعات خروجی از یک موجود زنده بومی سازی شد، اما بعداً او تجلی ارگون را در همه جا کشف کرد، همانطور که در "اتر درخشان" کشف شد. توسط دانشمندان کمی پیشتر بنابراین، تبادل رایگان به طور منظم رخ می دهد.

یعنی ارگون می تواند کل منظومه ها مانند خورشید، سیارات و حتی کهکشان ها را ایجاد کند. بنابراین، اتر که توسط دانشمندان مختلف توصیف شده است، ارگون، توصیف شده توسط رایش، کیهانی، توصیف شده توسط مردمان باستان و جهت های مختلف - همه اینها یک رابطه مشترک دارند و، با وجود تفاوت های جزئی، موازی های واضح و برجسته هنوز بین این مفاهیم کشیده شده است.

مقاله را با دوستان خود به اشتراک بگذارید!

انرژی کیهانی

https://site/wp-content/uploads/2016/05/0_25efb_ef4f3ff_XL-150x150.jpg

وجود انرژی کیهانی جهانی که توسط انسان استفاده می شود و پدیده های فوق محسوس او را درک می کند، قرن ها پیش توسط مردمان مختلف تصور می شد. فلسفه هندی یکی از جالب‌ترین مفاهیم خود را نشان می‌دهد، یعنی وجود پرانا، یعنی انرژی کیهانی، که به پنج شکل مختلف وجود دارد و از فرآیندهای مختلف زندگی مانند «باد بدن» پشتیبانی می‌کند. کتاب های مقدس بوداییان و هندوها...

اخیراً کنفرانسی با عنوان "نسل جدید کاوشگران زیرمداری" در کلرادو برگزار شد که در آن به ویژه پروژه های ساخت ایستگاه های خورشیدی فضایی مورد بحث قرار گرفت. و اگر قبلاً هیچ کس چنین ایده هایی را جدی نمی گرفت، اکنون آنها واقعاً به اجرا نزدیک شده اند.

بنابراین، کنگره آمریکا در حال آماده سازی طرحی برای انتقال تدریجی آمریکا از سوخت های فسیلی به انرژی فضایی است. یک بخش فضایی به خصوص ایجاد شده مسئول اجرای این پروژه خواهد بود.

تا اکتبر سال جاری، وزارت دادگستری باید تمام تغییرات و اضافات لازم را در قوانین فعلی فدرال به منظور شروع ساخت نیروگاه های خورشیدی فضایی به کنگره ارائه کند. به عنوان بخشی از این برنامه، در مرحله اولیه برنامه ریزی شده است تا سیستم های پیشران فضایی هسته ای برای استفاده از فضاپیماهای قابل استفاده مجدد برای لجستیک فضایی و ساخت نیروگاه های خورشیدی در مدار توسعه یابد.

همچنین فناوری‌هایی در حال توسعه هستند تا نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل کرده و آن را به زمین انتقال دهند.

به ویژه، کارشناسان مؤسسه فناوری کالیفرنیا پیشنهاد می کنند که این سیاره با استفاده از "فرش های پرنده" مداری روشن شود. اینها سیستم هایی از 2500 پانل، ضخامت 25 میلی متر و طول 2/3 زمین فوتبال هستند. عناصر چنین ایستگاهی توسط موشک هایی مانند سیستم پرتاب فضایی، یک پرتاب کننده فوق سنگین آمریکایی که توسط ناسا توسعه می یابد، به مدار می رسد. این نیروگاه فضایی به عنوان بخشی از SSPI (ابتکار انرژی خورشیدی فضایی)، مشارکت بین دانشگاه فناوری کالیفرنیا و نورث روپ گرومن ایجاد می شود. دومی 17.5 میلیون دلار برای توسعه اجزای اصلی سیستم طی سه سال آینده سرمایه گذاری کرده است. این ابتکار همچنین توسط محققان آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا حمایت شد.

به گفته هری آتواتر، پروفسور کلتک، که ابتکار انرژی خورشیدی فضایی را رهبری می‌کرد، «فرش‌های جادویی» انرژی خورشیدی را به امواج رادیویی تبدیل کرده و به زمین می‌فرستند. انرژی با استفاده از اصل آرایه فازی مورد استفاده در سیستم های راداری منتقل می شود. این یک جریان در هر جهت ایجاد می کند.

پانل های خورشیدی از کاشی هایی با ابعاد 10x10 سانتی متر و وزن حدود 0.8 گرم تشکیل شده اند که هزینه نسبتاً پایین راه اندازی سازه را تضمین می کند. هر کاشی انرژی تبدیل شده را به طور مستقل منتقل می کند و اگر یکی از آنها شکست بخورد، بقیه به کار خود ادامه می دهند. از بین رفتن چند عنصر در اثر شعله های خورشیدی یا شهاب سنگ های کوچک به نیروگاه آسیبی نمی رساند. بر اساس محاسبات دانشمندان، با تولید انبوه، هزینه برق از چنین منبعی کمتر از زمان استفاده از زغال سنگ یا گاز طبیعی خواهد بود.

درصد تاسیسات خورشیدی روی زمین در تراز کلی تامین انرژی بسیاری از کشورهای جهان به طور فزاینده ای بیشتر می شود. اما قابلیت‌های چنین نیروگاه‌هایی محدود است: در شب و در ابرهای سنگین، پنل‌های خورشیدی توانایی خود را برای تولید برق از دست می‌دهند. بنابراین، گزینه ایده آل قرار دادن نیروگاه های خورشیدی در مدار است، جایی که روز جای خود را به شب نمی دهد و ابرها مانعی بین خورشید و پانل ها ایجاد نمی کنند. مزیت اصلی ساخت نیروگاه در فضا راندمان بالقوه آن است. پنل های خورشیدی واقع در فضا می توانند ده برابر بیشتر از باتری های واقع در سطح زمین انرژی تولید کنند.

ایده نیروگاه های مداری برای مدت طولانی توسعه یافته است، دانشمندان ناسا و پنتاگون از دهه 60 درگیر تحقیقات مشابهی بودند. پیش از این، اجرای چنین پروژه هایی به دلیل هزینه بالای حمل و نقل با مشکل مواجه می شد، اما با توسعه فناوری، نیروگاه های فضایی ممکن است در آینده قابل پیش بینی به واقعیت تبدیل شوند.

در حال حاضر چندین پروژه جالب برای ساخت تاسیسات خورشیدی در مدار وجود دارد. علاوه بر ابتکار انرژی خورشیدی فضایی، آمریکایی ها در حال توسعه یک صفحه خورشیدی مداری هستند که تابش خورشیدی را جذب کرده و پرتوهای الکترونی را با استفاده از امواج رادیویی به یک گیرنده روی زمین منتقل می کند. نویسندگان این توسعه متخصصانی از آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی دریایی ایالات متحده بودند. آنها یک ماژول خورشیدی فشرده با پنل فتوولتائیک در یک طرف ساختند. در داخل پنل، لوازم الکترونیکی وجود دارد که جریان مستقیم را به فرکانس رادیویی برای انتقال سیگنال تبدیل می‌کند، طرف دیگر آنتنی را برای انتقال پرتوهای الکترونی به زمین پشتیبانی می‌کند.

به گفته نویسنده اصلی توسعه، Paul Jaffe، هرچه فرکانس پرتو الکترونی حامل انرژی کمتر باشد، انتقال آن در آب و هوای بد قابل اطمینان تر خواهد بود. و در فرکانس 2.45 گیگاهرتز می توانید حتی در فصل بارندگی انرژی دریافت کنید. گیرنده خورشیدی انرژی را برای تمام عملیات های نظامی فراهم می کند.

ایالات متحده تنها کشوری نیست که قصد دارد از فضا برق دریافت کند. مبارزه شدید برای منابع انرژی سنتی، بسیاری از کشورها را مجبور کرده است که به دنبال منابع انرژی جایگزین باشند.

آژانس اکتشاف فضایی ژاپن JAXA یک پلت فرم فتوولتائیک برای نصب در مدار زمین ایجاد کرده است. انرژی خورشیدی جمع‌آوری‌شده با استفاده از این تاسیسات به ایستگاه‌های دریافتی روی زمین عرضه می‌شود و به برق تبدیل می‌شود. انرژی خورشیدی در ارتفاع 36 هزار کیلومتری جمع آوری می شود.

چنین سیستمی متشکل از مجموعه‌ای از ایستگاه‌های زمینی و مداری، باید از اوایل سال 2030 شروع به کار کند و ظرفیت کلی آن 1 گیگاوات است که با یک نیروگاه هسته‌ای استاندارد قابل مقایسه است. برای این منظور، ژاپن قصد دارد جزیره مصنوعی به طول 3 کیلومتر بسازد که در آن شبکه ای از 5 میلیارد آنتن برای تبدیل امواج رادیویی با فرکانس فوق العاده بالا به برق مستقر خواهد شد. محقق JAXA، سوزومی ساساکی، که رهبری این توسعه را بر عهده داشت، مطمئن است که قرار دادن باتری‌های خورشیدی در فضا منجر به انقلابی در انرژی می‌شود و به مرور زمان امکان رها کردن کامل منابع انرژی سنتی را فراهم می‌کند.

چین نیز طرح های مشابهی دارد که نیروگاه خورشیدی در مدار زمین بزرگتر از ایستگاه فضایی بین المللی می سازد. مساحت کل پانل های خورشیدی این تاسیسات 5-6 هزار متر مربع خواهد بود. کیلومتر بر اساس محاسبات کارشناسان، چنین ایستگاهی در 99 درصد مواقع پرتوهای خورشیدی را جمع آوری می کند و پنل های خورشیدی فضایی قادر خواهند بود 10 برابر بیشتر از همتایان زمینی خود در هر واحد سطح برق تولید کنند. فرض بر این است که الکتریسیته تولید شده برای انتقال به یک کلکتور زمینی به امواج مایکروویو یا پرتو لیزر تبدیل می شود. ساخت و ساز قرار است در سال 2030 آغاز شود و این پروژه حدود 1 تریلیون دلار هزینه خواهد داشت.

مهندسان در سراسر جهان در حال ارزیابی امکان ساخت نیروگاه های فضایی خورشیدی نه تنها در مدار، بلکه در مناطق نزدیک تر به خورشید، نزدیک عطارد هستند. در این صورت، تقریبا 100 برابر کمتر پنل های خورشیدی مورد نیاز خواهد بود. در این حالت، دستگاه های گیرنده را می توان از سطح زمین به داخل استراتوسفر منتقل کرد که امکان انتقال کارآمد انرژی در محدوده میلی متری و زیر میلی متری را فراهم می کند.

پروژه هایی برای نیروگاه های خورشیدی قمری نیز در حال توسعه است.

به عنوان مثال، شرکت ژاپنی Shimizu پیشنهاد ایجاد یک کمربند از صفحات خورشیدی را به طول 11 هزار کیلومتر و عرض 400 کیلومتر در امتداد کل استوای ماه داد.

در قسمت پشتی ماهواره زمین قرار می گیرد تا سیستم دائماً در معرض اشعه های خورشید باشد. پانل ها را می توان با استفاده از کابل های برق معمولی یا سیستم های نوری متصل کرد. برق تولید شده قرار است با استفاده از آنتن های بزرگ منتقل شود و با استفاده از گیرنده های ویژه روی زمین دریافت شود.

در تئوری، این پروژه عالی به نظر می رسد، تنها چیزی که باقی می ماند این است که بفهمیم چگونه می توان صدها هزار پانل را به ماهواره زمین تحویل داد و آنها را در آنجا نصب کرد، و همچنین چگونه می توان انرژی را از ماه به سیاره ما بدون از دست دادن بخش قابل توجهی از دست داد. از آن در طول مسیر: پس از همه، شما باید 364 هزار کیلومتر را طی کنید. بنابراین ایده‌های ایجاد نیروگاه‌های قمری بسیار دور از واقعیت است و اگر محقق شود، خیلی زود نخواهد بود.

تاتیانا گروموا

• نیروگاه های فوق العاده

بر کسی پوشیده نیست که در راستای مبارزه مداوم برای انرژی مولدتر، سازگار با محیط زیست و ارزان تر، بشریت به طور فزاینده ای به منابع جایگزین انرژی گرانبها متوسل می شود. در بسیاری از کشورها، تعداد نسبتا زیادی از ساکنان نیاز به استفاده از ماژول های خورشیدی برای تامین برق خانه های خود را شناسایی کرده اند.

برخی از آنها به لطف محاسبات دشوار برای صرفه جویی در منابع مادی به این نتیجه رسیدند و برخی نیز به دلیل شرایطی که یکی از آنها موقعیت جغرافیایی غیرقابل دسترس بود و باعث عدم وجود ارتباطات قابل اعتماد می شد، مجبور به انجام چنین اقدام مسئولانه ای شدند. اما نه تنها در چنین مکان های صعب العبوری که به پنل های خورشیدی نیاز است. مرزهایی بسیار دورتر از لبه زمین وجود دارد - این فضا است. یک باتری خورشیدی در فضا تنها منبع تولید مقدار مورد نیاز برق است.

مبانی انرژی خورشیدی فضایی

ایده استفاده از پنل های خورشیدی در فضا برای اولین بار بیش از نیم قرن پیش و در اولین پرتاب ماهواره های زمین مصنوعی ظاهر شد. در آن زمان، در اتحاد جماهیر شوروی، نیکولای استپانوویچ لیدورنکو، استاد و متخصص در زمینه فیزیک، به ویژه در زمینه برق، نیاز به استفاده از منابع انرژی بی پایان در فضاپیماها را اثبات کرد. چنین انرژی فقط می تواند انرژی خورشید باشد که با استفاده از ماژول های خورشیدی تولید می شود.

در حال حاضر تمام ایستگاه های فضایی منحصراً با انرژی خورشیدی کار می کنند.

فضا خود کمک بزرگی در این امر است، زیرا اشعه های خورشید که برای فرآیند فتوسنتز در ماژول های خورشیدی ضروری است، در فضای بیرونی فراوان است و هیچ تداخلی در مصرف آنها وجود ندارد.

یکی از معایب استفاده از صفحات خورشیدی در مدار پایین زمین ممکن است اثر تابش بر مواد مورد استفاده برای ساخت صفحه عکاسی باشد. به دلیل این تأثیر منفی، ساختار سلول های خورشیدی تغییر می کند که منجر به کاهش تولید برق می شود.

نیروگاه های فوق العاده

در آزمایشگاه های علمی در سراسر جهان، در حال حاضر یک کار مشابه در حال انجام است - جستجو برای برق رایگان از خورشید. نه در مقیاس یک خانه یا شهر، بلکه در مقیاس کل سیاره. ماهیت این کار ایجاد ماژول های خورشیدی است که از نظر اندازه و بر این اساس در تولید انرژی بسیار بزرگ هستند.

مساحت چنین ماژول هایی بسیار زیاد است و قرار دادن آنها بر روی سطح زمین مشکلات زیادی را به همراه خواهد داشت، از جمله:

• مناطق بزرگ و رایگان برای نصب گیرنده های نور،
• تأثیر شرایط آب و هوایی بر کارایی ماژول ها،
• هزینه های نگهداری و تمیز کردن پنل های خورشیدی

همه این جنبه های منفی، نصب چنین سازه ای به یاد ماندنی را بر روی زمین منتفی می کند. اما راهی برای خروج وجود دارد. این شامل نصب ماژول های خورشیدی غول پیکر در مدار پایین زمین است. وقتی چنین ایده ای اجرا شود، بشریت یک منبع انرژی خورشیدی دریافت می کند که همیشه در معرض نور خورشید است، هرگز نیازی به برف روبی نخواهد داشت و از همه مهمتر فضای مفیدی را روی زمین اشغال نخواهد کرد.

البته، هر کسی که اولین کسی است که پانل های خورشیدی را برای فضا نصب می کند، شرایط خود را در بخش انرژی جهانی در آینده دیکته خواهد کرد. بر کسی پوشیده نیست که ذخایر مواد معدنی روی زمین ما نه تنها بی پایان نیستند، بلکه برعکس، هر روز به ما یادآوری می کنند که بشریت به زودی مجبور خواهد شد به زور به منابع جایگزین روی بیاورد. به همین دلیل است که توسعه ماژول های خورشیدی فضایی در مدار زمین در لیست وظایف اولویت دار برای مهندسان قدرت و متخصصان طراحی نیروگاه های آینده قرار دارد.

مشکلات قرار دادن ماژول های خورشیدی در مدار زمین

مشکلات ایجاد چنین نیروگاه هایی تنها در نصب، تحویل و استقرار ماژول های خورشیدی در مدار پایین زمین نیست. بیشترین مشکلات ناشی از انتقال جریان الکتریکی تولید شده توسط ماژول های خورشیدی به مصرف کننده، یعنی به زمین است. البته، شما نمی توانید سیم ها را بکشید، و نمی توانید آنها را در یک ظرف حمل کنید. فناوری‌های تقریبا غیر واقعی برای انتقال انرژی در فواصل بدون مواد محسوس وجود دارد. اما چنین فناوری هایی باعث ایجاد فرضیه های بحث برانگیز بسیاری در دنیای علمی می شود.

اولا، چنین تشعشعات قوی بر ناحیه وسیعی از دریافت سیگنال تأثیر منفی می گذارد ، یعنی بخش قابل توجهی از سیاره ما تحت تابش قرار می گیرد. چه می شود اگر در طول زمان چنین ایستگاه های فضایی زیادی وجود داشته باشد؟ این می تواند منجر به تابش کل سطح سیاره شود که منجر به عواقب غیرقابل پیش بینی می شود.

دومایک نکته منفی ممکن است تخریب جزئی لایه های بالایی جو و لایه اوزون در مکان هایی باشد که انرژی از نیروگاه به گیرنده منتقل می شود. حتی یک کودک می تواند عواقبی از این نوع را تصور کند.

علاوه بر همه چیز، تفاوت های ظریف زیادی با ماهیت متفاوت وجود دارد که باعث افزایش جنبه های منفی و تاخیر در راه اندازی چنین دستگاه هایی می شود. چنین موقعیت‌های اضطراری زیادی وجود دارد، از سختی تعمیر پانل‌ها در صورت خرابی یا برخورد غیرمنتظره با یک جسم کیهانی، تا مشکل پیش پاافتاده نحوه دفع چنین ساختار غیرمعمولی پس از پایان عمر مفید آن.

با وجود تمام جنبه های منفی، بشریت، همانطور که می گویند، جایی برای رفتن ندارد. امروزه انرژی خورشیدی تنها منبع انرژی است که از نظر تئوری می تواند نیازهای روزافزون مردم به برق را پوشش دهد. هیچ یک از منابع انرژی موجود بر روی زمین نمی توانند چشم انداز آینده خود را با این پدیده منحصر به فرد مقایسه کنند.

بازه زمانی تقریبی پیاده سازی

یک نیروگاه فضایی خورشیدی مدتهاست که یک سوال نظری باقی مانده است. اولین پرتاب نیروگاه به مدار زمین برای سال 2040 برنامه ریزی شده است.البته این فقط یک مدل آزمایشی است و با سازه های جهانی که در آینده برنامه ریزی شده است فاصله زیادی دارد. ماهیت چنین راه اندازی این است که در عمل ببینیم چنین نیروگاهی در شرایط عملیاتی چگونه کار می کند. کشوری که چنین ماموریت سختی را بر عهده گرفت ژاپن است. مساحت تخمین زده شده باتری ها از نظر تئوری باید حدود چهار کیلومتر مربع باشد.

اگر آزمایشات نشان دهد که چنین پدیده ای به عنوان یک نیروگاه خورشیدی می تواند وجود داشته باشد، جریان اصلی انرژی خورشیدی مسیر روشنی برای توسعه چنین اختراعاتی خواهد داشت. در صورتی که جنبه اقتصادی نمی تواند در مرحله اولیه جلوی کل ماجرا را بگیرد. واقعیت این است که بر اساس محاسبات نظری، برای راه اندازی یک نیروگاه خورشیدی کامل به مدار، بیش از دویست وسیله نقلیه پرتاب باری مورد نیاز است. برای اطلاع شما، هزینه یک بار پرتاب یک کامیون سنگین، بر اساس آمار موجود، تقریباً 0.5 - 1 میلیارد دلار است. محاسبات ساده است و نتایج اطمینان بخش نیستند.

مقدار به دست آمده بسیار زیاد است و فقط برای تحویل عناصر جدا شده به مدار استفاده می شود، اما همچنان لازم است کل مجموعه ساخت و ساز جمع شود.

با جمع بندی تمام آنچه گفته شد، می توان به این نکته اشاره کرد که ایجاد نیروگاه خورشیدی فضایی یک امر زمان است، اما چنین سازه ای تنها توسط ابرقدرت هایی ساخته می شود که قادر به تحمل کل بار اقتصادی ناشی از اجرا باشند. از فرآیند