Анатолий Томилин - Рассказы об электричестве

В районах с хорошей солнечной радиацией, а таковым считается пояс между 50° северной и 50° южной широты, гелиоустановки разных типов уже сегодня находят все более и более широкое применение. В Саудовской Аравии, например, на солнечной энергии работают телефонные аппараты, установленные вдоль автомобильных шоссе через пустыню.

Конечно, у солнечных батарей тоже есть свои минусы. Особенно для таких широт, где долгие осень и зима, да еще и темень зимой, как в Ленинграде, например, часов девятнадцать в сутки… Но тут есть иной выход. Я имею в виду вывод солнечной электростанции на орбиту…

Подождите, не отмахивайтесь. Это вовсе не такая уж «научная фантастика». Прежде всего — преимущества неоспоримы. Согласны? Ну а трудности? Что же, они, конечно, тоже есть, но вот вам мнение авторитета.

Профессор, доктор технических наук, летчик-космонавт СССР Константин Петрович Феоктистов уверен, что, несмотря на все трудности, «задача создания рентабельных солнечных орбитальных электростанций не представляется практически неразрешимой… Все проблемы технически понятны, и, как правило, это означает, что они в принципе решимы».

Что же может представлять собой космическая электростанция и какие трудности стоят на пути ее создания?

Прежде всего такая станция, естественно, должна находиться на геостационарной орбите. Это круговой путь, лежащий, как правило, в экваториальной плоскости Земли, по которому движется спутник. Высота такой орбиты — примерно 35 000 километров. Период обращения спутника совпадает с периодом вращения Земли вокруг своей оси, и он как бы «висит» над заданным районом.

Электростанция должна состоять прежде всего из устройства сбора солнечной энергии и ее преобразования в электрическую. Чтобы получить достаточно большую мощность, сравнимую с существующими наземными электростанциями, площадь солнечных батарей должна быть несколько десятков квадратных километров. Целые «поля» из кремниевых пластинок. Потом полученную энергию нужно будет преобразовать в радиоволны, чтобы передать на Землю. Значит, нам понадобятся преобразователь, передатчик и передающая антенна диаметром не меньше километра. Антенна не должна давать потоку энергии разойтись широким конусом — нужен узкий луч, чтобы передать ее на Землю. Не следует забывать и о том, что нам надо будет постоянно следить за тем, чтобы солнечные батареи были направлены строго на Солнце, а передающая антенна посылала мощный энергетический луч в одно и то же место на Земле. Для этого понадобится сложная система ориентации станции со множеством небольших ракетных двигателей.

Конечно, для осуществления такого строительства в космосе придется создать в невесомости не только автоматические заводы, например для сварки труб из доставленной с Земли стальной ленты или для изготовления панелей батарей, но и сборочные стапели, мастерские и заводы по производству и ремонту деталей, а также благоустроенное жилье и бытовые комплексы для людей. Первые подсчеты показывают, что общая масса орбитальной электростанции мощностью в несколько миллионов киловатт должна быть не меньше ста тысяч тонн! И сегодня такая задача уже не кажется фантастической. Профессор К. Феоктистов, побывавший в космосе в составе одного из экипажей, считает, что «промышленная деятельность, возможно, станет в будущем основной сферой деятельности человека на орбите вокруг Земли».

С каждым годом все большую роль в общем балансе энергетики играют атомные электростанции. В десятой пятилетке прирост их мощности увеличился почти в десять раз, тогда как мощность всех ГЭС выросла только на 30 %. Атомные реакторы, бывшие раньше единичными, уникальными сооружениями, поставлены на поток.

Чем объяснить, что такое большое внимание во всем мире уделяется этому способу получения энергии? Ведь по сути дела АЭС — это та же тепловая электростанция, только с другим топливом.

Прежде всего, ядерная энергетика будто создана специально, чтобы помочь человечеству преодолеть топливно-энергетический кризис. Знаете, сколько нужно топлива современной достаточно мощной ГРЭС?.. В день несколько железнодорожных составов! Они должны не только привезти уголь и выгрузить его, но и погрузить золу и увезти ее подальше от электростанции, куда-то на свалку. Чтобы добыть уголь, нужно вспороть земную поверхность, оставить на ней незаживающие раны. Чтобы убрать золу, нужно засыпать бесплодными отходами часть поверхности земли… Дорогой, драгоценной поверхности, которой и так не слишком много приходится на все увеличивающееся и увеличивающееся народонаселение нашей планеты.

А теперь об атомной электростанции. Одной заправки реактора ядерным топливом — плутонием и природным ураном — хватает ему больше чем на год работы. Причем за все это время из загруженного «топлива» «выгорит» не более одного-двух процентов материала, способного к делению. Это значит, что, кроме экономии природных ресурсов, атомные электростанции резко снижают загрузку железных дорог и транспортные расходы. Возле них нет бесконечных поездов, груженных топливом. В залах не слышен рев угольных топок. Нет гор золы, туч дыма…

А ведь выработка электроэнергии хоть и главная задача современности, но не единственная.

Наступило время подумать и о других сферах применения атомной энергии: о выработке промышленного и отопительного тепла, о включении атомной энергетики в металлургию и химическую промышленность. Это задачи значительно более крупного масштаба, чем электроэнергетика. В нашей стране на эти нужды расходуется около трех четвертей добываемых горючих ископаемых. А попробуем представить, что даст применение атомного тепла на современном металлургическом комбинате. Ведь редко когда так повезет, чтобы и топливо и руда находились совсем близко друг от друга. Чаще их приходится куда-то доставлять. А вы представляете себе, насколько огромная энергоемкость ядерного горючего снизила бы загрузку железных дорог? Кроме того, современной выплавке чугуна или стали неизбежно сопутствуют тысячетонные выбросы углекислого газа и сернистого ангидрида. Сколько приходится тратить средств на устройство фильтров и прочих очистных сооружений! И все равно газы никуда не денешь…

Применение же технологического тепла от ядерных реакторов сразу освободит металлургические комбинаты от золы, копоти, от завесы пыли и дыма. Количество вредных отходов, отравляющих землю, воду и воздух, уменьшится в тысячи раз.