ВВЕДЕНИЕ

Уже более четверти века человечество «обживает» космос. То, что в начале нашего столетия казалось фантазией, утопией: космическая связь и телевидение, полеты на Луну и планеты солнечной системы, долговременные орбитальные станции, на которых месяцами живут и работает люди, — стало буднями сегодняшней космонавтики. Космическая техника позволяет исследовать природные ресурсы и охранять биосферу Земли, находить аварийные суда и самолеты, прогнозировать погоду и получать новые уникальные материалы. Космос становится рентабельным и дает возможность людям ежегодно экономить миллиарды рублей. Но все это только начало!

Сейчас уже ясно, что грандиозные планы широкого освоения космоса как новой сферы производственной деятельности и жизни людей, которые наметил и страстно пропагандировал наш выдающийся соотечественник К. Э. Циолковский и осуществлению которых дал мощный импульс творец практической космонавтики С. П. Королев, могут и должны стать реальностью. Однако, так же как и на Земле, сегодня в космосе сталкиваются две идеологии, два различных подхода к решению глобальных проблем, от которых зависит будущее человечества.

Империализм готовится превратить космическое пространство в сферу вооруженной борьбы, вновь стремится к мировому господству, но теперь уже из космоса. В противовес зловещим планам «звездных войн» наша страна выдвигает перед международным сообществом концепцию «звездного мира».

Ярким свидетельством этого являются предложения СССР «О международном сотрудничестве в мирном освоении космического пространства в условиях его немилитаризации», вынесенные на рассмотрение 40-й сессии Генеральной ассамблеи ООН осенью 1985 г. В этом документе прямо сказано, что при отказе государств от создания, испытаний и развертывания ударных космических вооружений «глобальное мирное сотрудничество в космических исследованиях налаживалось бы и развивалось по восходящей — от обмена научно-технической информацией до объединения имеющихся у государств возможностей для решения крупно-масштабных задач освоения космоса.

Человечеству будет в этом случае под силу осуществление и такой долгосрочной цели, как индустриализация околоземного пространства, эксплуатация орбитальных фабрик и заводов, создаваемых для производства новых материалов и промышленной продукции. На службу людям были бы поставлены неисчерпаемые кладовые космоса, включая ресурсы небесных тел и энергию Солнца» (разрядка моя, — В. Г.) [51,' с. 173].

Примеров международного сотрудничества в области исследования и использования космоса уже немало. Это многосторонняя программа «Интеркосмос», советско-американская программа «Союз—Апполон» (ЭПАС), поисковая спутниковая система «Коспас—Сарсат», международный проект «Вега» и другие. «Однако, — как сказал М. Горбачёв на встрече с делегацией Конгресса лауреатов Нобелевской премии,— это не идет ни в какое сравнение с тем, что можно было бы деладъ совместно» [17, с. 2].

Одним из достойных объектов международного сотрудничества в мирном космосе могли бы стать солнечные космические энергостанции (СКЭС), идея и проекты которых уже более 20 лет обсуждаются на страницах специальных и научно-популярных изданий, а также многочисленных форумах по проблемам энергетики и освоения космического пространства.

Под СКЭС обычно подразумевают гигантские космические объекты, которые размещаются на околоземных орбитах и преобразуют солнечную энергию в энергию направленного монохроматического излучения СВЧ- или оптического диапазона. Излучение мощностью в сотни и тысячи мегаватт передается на Землю, где оно превращается в электроэнергию, которая вливается в единую энергосистему государства или группы стран.

Заметим, что идею электроснабжения Земли с помощью СКЭС, передающих энергию по радиолучу, впервые определенно высказал в 1960 г. советский инженер А, Варваров, который писал: «Когда люди научатся передавать электроэнергию из космоса на Землю без проводов, подобно тому как сегодня осуществляется связь по радио, творческая мысль человека направит свои усилия на создание космических гелиоэлектростанций, снабжающих жителей Земли электроэнергией в нет ограниченном количестве» [16, с. 34]. В 1968 г. первый технический проект СКЭС был разработан в США П. Глейзером [86].

Сегодня имеется множество детально проработанных проектов СКЭС, проанализированы технические аспекты тих транспортировки и строительства в космосе, экологические, экономические и социально-политические проблемы, связанные с созданием и эксплуатацией таких станций. Ведутся дискуссии об экономической эффективности СКЭС как источникам злектрознергии для Земли, о возможных сроках их ввода в строй в конце текущего или начале следующего века и т. п.

При этом, однако, не всегда учитывается, что проблема создания СКЭС оказывается несколько оторванной от общих тенденций развития космической техники, связанных с процессом освоения человечеством космического пространства, — процессом, который подчиняется вполне определенным диалектическим закономерностям, в полной мере проявившимся при освоении человечеством других сфер своей деятельности (суши, моря, стратосферы). В основе этих закономерностей лежат материальвые и духовные потребности людей в создании тех или иных систем и объектов, потребности, удовлетворение которых является экономически и социально целесообразным на каждом этапе развития человеческого общества.

Здесь уместно привести высказывание летчика-космонавта СССР профессора К. П. Феоктистова, который, обсуждая вопрос о перспективах переселения людей в космическое пространство, пишет: «Грядущий прогресс Науки и техники должен оцениваться не только с точки зрения возможностей развития вообще, но прежде всего с точки зрения динамики потребностей и экономических возможностей общества. Сами же по себе возможности науки и техники могут иной раз даже обгонять текущие цели и превышать ресурсы общества. Вот почему при оценке перспектив тех или иных направлений научно- технического прогресса необходимо учитывать фактор общественной целесообразности, поэтому планирование развития той или иной области техники строится теперь на основе выявления целевого фактора, определяющего необходимость и возможность решения той или иной научно-технической задачи» [59, с. 236].

Эти слова в полной мере можно отнести к концепции СКЭС в том виде, как она обсуждается на протяжении последних 15 лет. Сейчас, когда энергетики всего мира и особенно нашей страны с цифрами доказывают, что даже ресурсов ископаемого топлива хватит для энергообеспечения еще нескольких поколений людей, не говоря уже о термоядерной энергии, освоение которой на основе международного сотрудничества предподагается завершить к 2000 г., трудно доказать, что необходимость создания СКЭС через 10—15 лет будет определяться недостатком энергии на Земле. Еще менее убедительным является довод о целесообразности создания сверхмощных СКЭС как основы для расселения человечества в околоземном космосе в ближайшие десятилетия. Так называемая колонизация космоса — дело значительно более отдаленного будущего.

В то же время можно высказать уверенность, что развертывание систем СКЭС в интересах решения энергетических проблем на Земле (главным образом проблем экологического характера), равно как и для снабжения энергией крупных орбитальных обитаемых комплексов (в перспективе, возможно, и космических поселений-колоний), не является фантазией и на определенных этапах освоения человечеством космического пространства станет необходимым и целесообразным. Однако космической гелиоэнергетике в своем развитии предстоит пройти еще целый ряд этапов от ее современного состояния, характеризуемого уровнями генерируемой мощности в единицы киловатт, до гигаваттных СКЭС. Этапы эти будут определяться общими закономерностями развития космонавтики и соответствующими им потребностями производства энергии в космосе в процессе индустриализации околоземного пространства, который уже начался. Данное обстоятельство и нужно учитывать в первую очередь при оценке перспектив разработки и применения СКЭС.

В этой связи хотелось бы обратить внимание еще на одну особенность известных проектов сверхмощных СКЭС. Их авторы часто видят определенные преимущества в возможности использования сегодняшних технических решений с учетом определенных перспектив усовершенствования соответствующих устройств и систем, в частности фото преобразователей солнечной энергии генераторов СВЧ-излучения и др. При этом часто упускается из вида, что создание эффективных и экономичных СКЭС неизбежно должно быть связано с реализацией совершенно новых, нетривиальных технических решений, которые “сегодня либо еще только намечаются на уровне идей, либо должны быть разработаны в соответствии с требованиями, отражающими принципиальные особенности будущих СКЭС.

Это обстоятельство не исключает необходимости развития и совершенствования существующих технологий преобразования и передачи энергии и соответствующих конструктивных, решений в интересах создания первого поколения СКЭС, но должно нацеливать исследователей и разработчиков главным образом на поиск новых способов" и устройств в данной области.

С учетом изложенного в данной книге значительное внимание уделено принципиальным вопросам преобразования энергии на СКЭС и путям его технической реализации. Обосновывается, в частности, перспективность способов прямого преобразования солнечной энергии в монохроматическое электромагнитное излучение, используемое для передачи энергии от СКЭС потребителям.

Предпринята попытка обобщения опыта исследований и разработок в области СКЭС, накопленного за последние годы в нашей стране и за рубежом. В заключение кратко обсуждаются основные сопутствующие проблемы, связанные с созданием СКЭС, этапы и перспективы их развития.

Автор далек от мысли, что в столь кратком изложении ему удалось с требуемой полнотой отразить все многообразные и сложные аспекты концепции СКЭС. Многие вопросы, несомненно, являются дискуссионными, но в их постановке для обсуждения и состояла основная цель написания настоящей книги. Сомнения, замечания и пожелания читателей будут приняты с благодарностью.

Автор выражает искреннюю признательность всем, кто обсуждал с ним на разных этапах затронутые в книге проблемы и особенно канд. техн. наук доценту В. Ф. Павскому за полезные замечания по третьей главе рукописи, а также Н. А. Мамиконовой и Н. Ф. Дешко за помощь в подборе и переводе необходимой иностранной литературы.

Грилихес В. А. Солнечные космические энергостанции — Л.: Наука, 1986. — 182 с.