Вокруг света №1 (2832) | Январь 2010

Если Гаспра — «курортный» астероид, то Матильда — «шахтерский». Это один из самых темных объектов в Солнечной системе, отражающий лишь 3% падающего света. Поэтому кратерам на Матильде дали названия угольных бассейнов земного шара. Здесь можно встретить польский Люблин, сибирский Кузнецк, болгарскую Марицу, французскую Лотарингию, немецкий Ахен. Астероид Эрос — конечно же «любовный», его кратеры названы именами персонажей мифов и легенд, связанных с любовью и эротикой. Парочками расположены здесь кратеры Орфей и Эвридика, Дон Кихот и Дульсинея, Аида и Радамес, Пигмалион и Галатея. Несколько кратеров получили имена реальных личностей. Так, названия Джахан и Махал напоминают об индийском султане XVII века Шах-Джахане и его жене Мумтаз-Махал, для которой султан возвел знаменитый мавзолей Тадж-Махал. Не остались без внимания как вымышленный Дон Жуан, так и вполне реальный итальянский авантюрист Казанова.

В память о венецианке Марине Гамба, которая до 1613 года была гражданской женой Галилео Галилея и родила ему троих детей, назван кратер Гамба. Однако кратера с названием Галилей рядом нет — как уже отмечалось, повторять одно и то же название на разных планетных телах теперь не разрешается. По той же причине на Эросе есть и еще несколько названий, представляющих лишь «половинки» любовных пар. Кратер Каститис назван именем кузнеца из литовского мифа, увлеченного в пучину вод морской богиней Юрате, имя которой носят холмы на Венере. Кратер Автандил назван по имени персонажа поэмы Шота Руставели «Витязь в тигровой шкуре», а его возлюбленная Тинатин также «скрывается» на Венере, где ее именем названа равнина. Весьма уместными на Эросе были бы кратеры Ромео и Джульетта, но эти имена уже использованы на спутниках Урана.

Когда речь заходит о беспроводной передаче энергии, необходимо сделать важную оговорку. С точки зрения физики выпущенный из орудия линкора снаряд, который топит другой корабль, тоже переносит на расстояние энергию — кинетическую и химическую. И, заметьте, совсем без проводов! Так что, когда мы говорим о проблеме беспроводной передачи энергии, мы имеем в виду только передачу электроэнергии.

Причем передача эта должна осуществляться достаточно эффективно, чтобы энергию имело смысл использовать в повседневных целях. Человечество уже сотню лет успешно передает электроэнергию на расстояние при помощи радиоволн. Передатчик их излучает, приемник снова переводит в электричество, и мы слушаем, к примеру, джаз. Другое дело, что КПД этой передачи ничтожно мал. Принятой по радио энергии не хватает даже для работы наушников, из-за чего нам приходится регулярно менять батарейки в приемниках. Энергия радиоволн способна донести информацию с границ Солнечной системы, от летящего там зонда «Вояджер», но ей не под силу зажечь даже обыкновенную лампочку.

И наконец, в разговоре о беспроводной передаче энергии выделяются две существенно различные задачи: в одном случае цель в том, чтобы избавиться от надоевших проводов, которые путаются под ногами, а в другом — передать энергию туда, куда тянуть кабель крайне накладно, а то и просто невозможно.

Космические электростанции

Вопрос энергетической безопасности человечества стоит довольно остро. Запасы угля, нефти и даже урана с торием сокращаются. Перспективы термоядерной энергетики пока туманны. Между тем есть прекрасный и совершенно бесплатный термоядерный реактор, рассеивающий энергию направо и налево, — Солнце, и гелиоэнергетика развивается очень бурно. Однако на Земле, где бы ни построить солнечную электростанцию, есть как минимум одна проблема — ночь, а еще облака, пыль и прочие неудобства.

Напрашивается логичный вывод — следует перенести электростанции в космос, где Солнце светит круглые сутки. Например, «подвесить» их на геостационарную орбиту. Первым идею солнечной космической электростанции (СКЭС), поставляющей энергию на Землю, высказал в 1968 году американский ученый чешского происхождения Питер Глейзер, создатель лунного отражателя-дальномера, оставленного на нашем естественном спутнике экспедицией «Аполлон-11». Опубликовав идею в журнале Sciencе, он, как истинный американец, запатентовал свою концепцию. В те годы казалось, что воплощение этой идеи — дело ближайшего будущего. Но срок действия патента давно истек, а престарелый Глейзер только сейчас стал получать обнадеживающие сообщения о возможной реализации своей идеи.

В начале 2009 года американская корпорация Solaren подписала с калифорнийской энергетической компанией контракт о поставке 200 мегаватт электроэнергии космического производства с начала 2016 года. То есть всего через шесть лет фирма, где сейчас работают лишь около десятка человек, обещает не только построить электростанцию на геостационарной орбите, но и обеспечивать энергетические потребности четверти миллиона человек (200 МВт — это примерно пятая часть мощности Нижнекамской ГЭС, которая входит в десятку крупнейших ГЭС в России)! В том же 2009 году шестнадцать японских компаний, включая такого гиганта, как Mitsubishi, подписали соглашение о создании к 2030 году своей космической электростанции мощностью 1 ГВт.

Так что на бумаге (точнее, в Интернете) перспектива выглядит радужной. Но возьмем публикацию 30-летней давности — обзор В.А. Ванке, В.М. Лопухина и В.Л. Саввина «Проблемы солнечных космических электростанций», вышедший в журнале «Успехи физических наук» в 1977 году. О советских проектах в нем не упоминается, обсуждаются американские и японские: «...предполагаемый срок реализации — 90-е годы текущего столетия (эксперименты в космосе к 1985 году, прототип СКЭС к 1992 году, коммерческие экземпляры в 1997 году)». Выходит, ожидаемые сроки внедрения за три десятилетия так и не изменились и по-прежнему убегают за двадцатилетний горизонт. В космической энергетике, как и в термоядерной, научные и инженерные проблемы оказались более серьезными, чем представлялось первоначально. И самый сложный вопрос — доставка энергии на Землю. Ни провода, ни аккумуляторы для этого не годятся. Поэтому именно в контексте проектирования космических электростанций были впервые глубоко изучены проблемы беспроводной передачи энергии при помощи электромагнитных волн. Потери при этом происходят трижды: при переводе электричества в излучение, при прохождении излучения через атмосферу Земли и при обратном преобразовании его в электричество.

Для большинства видов электромагнитных волн земная атмосфера непрозрачна, поэтому широкого выбора у физиков не было. Направленная передача больших потоков энергии на большие расстояния возможна при помощи лазерного луча или пучка радиоволн сверхвысокой частоты (СВЧ). У обоих способов есть серьезные недостатки, причем лазер пока проигрывает соревнование.