Константин Феоктистов - Научный орбитальный комплекс

Есть еще одно направление, связанное с необходимостью участия человека — создание на орбите электростанций для снабжения Земли электроэнергией. Эта проблема привлекает внимание инженеров и ученых разных стран. Учитывая ограниченность топливных ресурсов на Земле, все более обостряющуюся проблему загрязнения атмосферы со стороны теплоэнергостанций, опасности, связанные с загрязнениями природной среды при широком развитии ядерной энергетики (особенно при авариях), представляется целесообразным исследовать возможность получения электроэнергии с помощью солнечных орбитальных электростанций мощностью в несколько миллионов киловатт.

В состав такой электростанции, находящейся на стационарной орбите, должны входить устройства сбора солнечной энергии и ее преобразования в электрическую, устройства преобразования электроэнергии в излучение микроволнового диапазона и передатчики энергии на Землю (по радиоканалу) с помощью остронаправленной антенны, средства ориентации сборников энергии на Солнце и передающей антенны на заданный пункт на поверхности Земли, где энергия радиоизлучения будет приниматься и. преобразовываться в электроэнергию.

Оценки показывают, что масса такой электростанции составит величину порядка 100 000 т, а диаметр передающей антенны — порядка 1 км! Уже из этих цифр ясно, что на пути создания электростанции имеются грандиозные трудности. При этом существенное значение имеет стоимость доставки грузов на орбиту (напомним, что речь идет о стационарной орбите), монтажа станции на орбите и стоимости полуфабрикатов.

Если условно принять примерно равное распределение расходов, отнесенных к этим трем основным статьям, то для того, чтобы подобное производство энергии было рентабельным, стоимость доставки одной такой станции на орбиту должна составлять около 50 рублей за килограмм. Надо сказать, что современные средства доставки на орбиту и стоимость оборудования (например, стоимость килограмма солнечных батарей) обходятся во много раз дороже. Например, планируемая стоимость доставки оборудования с помощью американской многоразовой транспортной системы составляет примерно 350–500 долларов за килограмм. Таким образом, чтобы решить эту задачу, нужно по крайней мере на порядок снизить стоимость доставки и при этом обеспечить возможность создания гигантского потока грузов на орбиту. Ведь если говорить о солнечных орбитальных электростанциях, то их создание будет иметь смысл только в том случае, если они смогут внести существенный вклад в земную энергетику.

В настоящее время мощность наземных электростанций составляет около 1 млрд. кВт. Учитывая, что создание орбитальных электростанций возможно не ранее 2000 г., и принимая суммарную мощность таких станций также порядка 1 млрд. кВт, только доставка оборудования и элементов электростанций на монтажную орбиту для дальнейшей сборки потребуют 500 000 полетов таких кораблей, как разрабатываемые сейчас в США транспортные корабли «Спейс Шаттл». Если предположить, что такая программа займет 25–50 лет, то придется осуществлять 10 000 — 20 000 запусков в год.

По всей видимости, для реализации программы солнечных орбитальных электростанций потребуется создание других транспортных систем, способных доставлять на орбиту в одном полете 200–400 т при стоимости доставки грузов на орбиту в 10–20 раз дешевле, чем с помощью «Спейс Шаттл». Даже при наличии космического флота из 50 — 100 таких перспективных транспортных кораблей, введение в строй одной—двух орбитальных электростанций в год вызовет необходимость осуществить около 20 запусков этих кораблей в год.

Кроме того, помимо доставки необходимого оборудования и элементов конструкций электростанций на монтажную орбиту, необходимо производить их сборку, доставку собранных станций или их частей на стационарную орбиту. Конечно, для того чтобы вести все эти работы, придется создавать на орбите автоматизированные заводы, которые из полуфабрикатов, доставляемых с Земли (например, лент для сварки труб будущих ферм), будут производить фермы, панели батарей, элементы радиоантенн и т. п.

Однако для ведения таких работ потребуются не только автоматизированные заводы, механизмы и т. п, но и персонал, который будет управлять производством, осуществлять монтаж орбитальных электростанций. Следовательно, на орбите придется создать производственно-жилые комплексы, включающие в себя орбитальные станции (откуда можно было бы вести управление комплексом, где люди могли бы жить, отдыхать и т. п.), а также сборочные стапели, заводы по производству деталей станций.