Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Смотрите также: Солнечные батареи на космических кораблях
Концепция SPS интегрированного симметричного концентратора НАСА

Солнечная энергия космического базирования ( SBSP ) - это концепция сбора солнечной энергии в космическом пространстве и ее распространения на Землю . Потенциальные преимущества сбора солнечной энергии в космосе включают более высокую скорость сбора и более длительный период сбора из-за отсутствия рассеивающей атмосферы , а также возможность размещения солнечного коллектора на орбите, где нет ночи. Значительная часть поступающей солнечной энергии (55–60%) теряется на своем пути через атмосферу Земли из- за эффектов отражения и поглощения. Солнечные энергетические системы космического базирования преобразуют солнечный свет вмикроволны за пределами атмосферы, что позволяет избежать этих потерь и простоев из- за вращения Земли , но с большими затратами из-за затрат на запуск материала на орбиту. SBSP считается формой устойчивой или зеленой энергии , возобновляемой энергии и иногда рассматривается среди предложений по климатической инженерии . Он привлекателен для тех, кто ищет крупномасштабные решения проблемы антропогенного изменения климата или истощения запасов ископаемого топлива (например, пик добычи нефти ).

Различные предложения SBSP были исследованы с начала 1970-х [1] [2], но ни одно из них не является экономически жизнеспособным с современной инфраструктурой космических запусков. Некоторые технологи предполагают, что это может измениться в далеком будущем, если будет создана промышленная база за пределами мира, которая могла бы производить солнечные энергетические спутники из астероидов или лунного материала, или если радикально новые технологии космических запусков, помимо ракетной техники, станут доступными в ближайшем будущем. будущее.

Помимо стоимости внедрения такой системы, SBSP также создает несколько технологических препятствий, включая проблему передачи энергии с орбиты на поверхность Земли для использования. Поскольку провода, идущие от поверхности Земли к орбитальному спутнику, нецелесообразны и неосуществимы с существующими технологиями, конструкции SBSP обычно включают использование некоторого способа беспроводной передачи энергии с сопутствующей неэффективностью преобразования, а также проблемами землепользования для необходимых антенных станций для получать энергию на поверхности Земли. Спутник-накопитель будет преобразовывать солнечную энергию в электрическую на борту, питая микроволновый передатчик или лазерный излучатель, и передавать эту энергию на коллектор (или микроволновую печь).rectenna ) на поверхности Земли. В отличие от появления SBSP в популярных романах и видеоиграх, большинство проектов предлагают плотности энергии луча, которые не будут вредными, если люди будут случайно подвергнуты воздействию, например, если луч передающего спутника отклонится от курса. Но огромный размер приемных антенн, которые потребуются, по-прежнему потребует приобретения и выделения для этой цели больших участков земли рядом с конечными пользователями. Срок службы коллекторов космического базирования перед лицом проблем, связанных с долгосрочным воздействием космической среды, включая ухудшение состояния из-за радиации и повреждение микрометеороидов , также может стать проблемой для SBSP.

SBSP активно внедряется в Японии, Китае [3], России, Великобритании [4] и США. В 2008 году Япония приняла Основной закон о космосе, который установил космическую солнечную энергию в качестве национальной цели [5], а у JAXA есть план развития коммерческих SBSP. В 2015 году Китайская академия космических технологий (CAST) представила свою дорожную карту на Международной конференции по развитию космоса. В мае 2020 года Лаборатория военно-морских исследований США провела первое испытание солнечной энергии на спутнике. [6]

История [ править ]

Пилотный луч лазера направляет микроволновую мощность на ректенну.

В 1941 году писатель-фантаст Исаак Азимов опубликовал научно-фантастический рассказ « Причина », в котором космическая станция передает энергию, собранную от Солнца, на различные планеты с помощью микроволновых лучей. Концепция SBSP, первоначально известная как спутниковая солнечная энергетическая система (SSPS), была впервые описана в ноябре 1968 года. [7] В 1973 году Питер Глейзер получил патент США № 3781647 на свой метод передачи энергии на большие расстояния (например, от SPS). к поверхности Земли), используя микроволны от очень большой антенны (до одного квадратного километра) на спутнике до гораздо большей, ныне известной как ректенна , на земле. [8]

В то время Глейзер был вице-президентом Arthur D. Little , Inc. НАСА подписало контракт с ADL, чтобы возглавить еще четыре компании в более широком исследовании в 1974 году. Они обнаружили, что, хотя концепция имела несколько серьезных проблем - в основном, расходы на установку Необходимые материалы на орбите и отсутствие опыта в проектах такого масштаба в космосе - это было достаточно многообещающим, чтобы заслужить дальнейшее исследование и исследование. [9]

Программа разработки и оценки концепции спутниковой энергетической системы [ править ]

Между 1978 и 1986 годами Конгресс уполномочил Министерство энергетики (DoE) и НАСА совместно исследовать эту концепцию. Они организовали Программу разработки и оценки концепции спутниковой энергосистемы. [10] [11] Исследование остается самым масштабным из выполненных на сегодняшний день (бюджет 50 миллионов долларов). [12] Было опубликовано несколько отчетов, посвященных исследованию технической осуществимости такого инженерного проекта. Они включают:

Художественная концепция спутника на солнечной энергии. Показана сборка передающей СВЧ-антенны. Спутник на солнечной энергии должен был быть расположен на геостационарной орбите на высоте 35 786 километров (22 236 миль) над поверхностью Земли. НАСА 1976
  • Требования к ресурсам (критические материалы, энергия и земля) [13]
  • Финансовые / управленческие сценарии [14] [15]
  • Общественное признание [16]
  • Государственные и местные правила, применяемые к приемным микроволновым антеннам спутниковой энергосистемы [17]
  • Участие студентов [18]
  • Возможности лазера для передачи энергии SBSP [19]
  • Международные соглашения [20] [21]
  • Централизация / децентрализация [22]
  • Картирование исключенных участков для ректеннных сайтов [23]
  • Экономические и демографические проблемы, связанные с развертыванием [24]
  • Некоторые вопросы и ответы [25]
  • Метеорологическое воздействие на распространение лазерного луча и лазеры с прямой солнечной накачкой [26]
  • Эксперимент по работе с общественностью [27]
  • Техническое резюме и оценка передачи и приема энергии [28]
  • Космический транспорт [29]

Прекращение [ править ]

Проект не был продолжен со сменой администрации после федеральных выборов в США 1980 года. Бюро технической оценки пришли к выводу , что «слишком мало в настоящее время известно о технических, экономических и экологических аспектах СПС , чтобы сделать правильное решение , следует ли приступить к его разработке и развертыванию. Кроме того, без дальнейших исследований Выражения SPS или сигнализация- программа инженерной проверки была бы рискованным предприятием ». [30]

В 1997 году НАСА провело исследование «Свежий взгляд», чтобы изучить современное состояние осуществимости SBSP. При оценке «Что изменилось» , поскольку исследования МЭ, НАСА утверждает , что «США по национальной космической политики в настоящее время призывает к НАСА , чтобы сделать значительные инвестиции в технологии (не конкретный автомобиль) для привода затраты на ЕТО [Земли на орбиту] транспортировки вниз резко. Это, конечно, абсолютное требование космической солнечной энергии ». [31]

Напротив, Пит Уорден из НАСА утверждал, что солнечная энергия из космоса примерно на пять порядков дороже, чем солнечная энергия из пустыни Аризоны, при этом основная стоимость связана с транспортировкой материалов на орбиту. Уорден назвал возможные решения спекулятивными, и которые будут недоступны в ближайшее время. [32]

2 ноября 2012 года Китай предложил сотрудничество в области космоса с Индией, в котором упоминалось о SBSP, «может быть космической инициативой по солнечной энергии, чтобы и Индия, и Китай могли работать над долгосрочным сотрудничеством с надлежащим финансированием вместе с другими желающими космическими странами для создания космоса солнечная энергия на землю ". [33]

В феврале 2019 года Китай (CAST) объявил о долгосрочных планах по созданию энергетических спутников. [34]

Программа космических исследований и технологий в области солнечной энергии [ править ]

Основная статья: Программа космических исследований и технологий солнечной энергии
Концепция интегрированного симметричного концентратора SERT SPS. НАСА

В 1999 году НАСА была инициирована программа космических исследований и технологий в области солнечной энергии (SERT) для следующих целей:

  • Выполните проектные исследования выбранных демонстрационных концепций полета.
  • Оцените исследования общей осуществимости, дизайна и требований.
  • Создавайте концептуальные проекты подсистем, в которых используются передовые технологии SSP, чтобы принести пользу будущим космическим или наземным приложениям.
  • Сформулируйте предварительный план действий для США (работая с международными партнерами) по реализации агрессивной технологической инициативы.
  • Построить дорожные карты разработки и демонстрации технологий для критических элементов космической солнечной энергии (SSP).

Компания SERT приступила к разработке концепции спутника на солнечной энергии (SPS) для будущей гигаваттной космической энергосистемы, чтобы обеспечить электроэнергию путем преобразования энергии Солнца и передачи ее на поверхность Земли, а также представила концептуальный путь развития, в котором будут использоваться современные технологии. Компания SERT предложила надувную фотоэлектрическую структуру из паутинки с линзами-концентраторами или солнечными тепловыми двигателями для преобразования солнечного света в электричество. Программа рассматривала системы как на солнечно-синхронной орбите, так и на геостационарной орбите . Некоторые выводы SERT:

  • Рост глобального спроса на энергию, вероятно, будет продолжаться в течение многих десятилетий, что приведет к строительству новых электростанций любого размера.
  • Воздействие этих заводов на окружающую среду и их влияние на мировые поставки энергии и геополитические отношения может быть проблематичным.
  • Возобновляемая энергия - убедительный подход как с философской, так и с инженерной точки зрения.
  • Многие возобновляемые источники энергии ограничены в их возможности по доступной цене обеспечивать мощность базовой нагрузки, необходимую для глобального промышленного развития и процветания, из-за неотъемлемых потребностей в земле и воде.
  • Основываясь на исследовании определения концепций, концепции космической солнечной энергии могут быть готовы повторно войти в обсуждение.
  • Спутники на солнечной энергии больше не должны рассматриваться как требующие невообразимо больших первоначальных инвестиций в стационарную инфраструктуру, прежде чем можно будет начать размещение производственных электростанций.
  • Космические солнечные энергетические системы обладают многими значительными экологическими преимуществами по сравнению с альтернативными подходами.
  • Экономическая жизнеспособность космических солнечных энергетических систем зависит от многих факторов и успешной разработки различных новых технологий (не в последнюю очередь из-за наличия гораздо более дешевого доступа к космосу, чем это было доступно); однако то же самое можно сказать и о многих других вариантах передовых технологий в области энергетики.
  • Космическая солнечная энергия вполне может стать серьезным кандидатом среди вариантов удовлетворения энергетических потребностей 21 века. [35]
  • Затраты на запуск в диапазоне от 100 до 200 долларов за килограмм полезной нагрузки с низкой околоземной орбиты на геостационарную орбиту необходимы, если SPS должна быть экономически жизнеспособной. [12]

Японское агентство аэрокосмических исследований [ править ]

В мае 2014 года журнал IEEE Spectrum опубликовал длинную статью Сусуму Сасаки «В космосе всегда солнечно». [36] В статье говорилось: «Это было предметом многих предыдущих исследований и научной фантастикой на протяжении десятилетий, но космическая солнечная энергия, наконец, может стать реальностью - и в течение 25 лет, согласно предложению исследователей. в Токио -На Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) «.

12 марта 2015 года JAXA объявила, что они передают по беспроводной связи 1,8 киловатт на 50 метров в небольшой приемник, преобразовывая электричество в микроволны, а затем обратно в электричество. Это стандартный план для такого типа мощности. [37] [38] 12 марта 2015 года компания Mitsubishi Heavy Industries продемонстрировала передачу мощности 10 киловатт (кВт) на приемный блок, расположенный на расстоянии 500 метров (м). [39]

Преимущества и недостатки [ править ]

Преимущества [ править ]

Концепция SBSP привлекательна тем, что космос имеет несколько основных преимуществ по сравнению с поверхностью Земли для сбора солнечной энергии:

  • В космосе всегда солнечный полдень и полное солнце.
  • Собирающие поверхности могут получать гораздо более интенсивный солнечный свет из-за отсутствия препятствий, таких как атмосферные газы , облака , пыль и другие погодные явления. Следовательно, интенсивность на орбите составляет примерно 144% от максимально достижимой интенсивности на поверхности Земли. [ необходима цитата ]
  • Спутник может быть освещен более 99% времени и находиться в тени Земли максимум 72 минуты за ночь во время весеннего и осеннего равноденствия в местную полночь. [40] Спутники, находящиеся на орбите, могут подвергаться неизменно высокой степени солнечного излучения , как правило, в течение 24 часов в сутки, в то время как солнечные батареи на поверхности Земли в настоящее время собирают энергию в среднем 29% дня. [41]
  • Власть может быть относительно быстро перенаправлена ​​непосредственно в области, которые в ней больше всего нуждаются. Спутник- накопитель мог бы направлять энергию по запросу в различные точки на поверхности в зависимости от географической базовой нагрузки или потребностей пиковой нагрузки .
  • Уменьшение вмешательства растений и диких животных .

Недостатки [ править ]

Концепция SBSP также имеет ряд проблем:

  • Большая стоимость запуска спутника в космос. При 6,5 кг / кВт стоимость размещения энергетического спутника в GEO не может превышать 200 долларов / кг, если стоимость электроэнергии должна быть конкурентоспособной.
  • Для СВЧ-оптики требуется шкала ГВт из-за расширения луча в виде диска Эйри . Обычно передающий диск длиной 1 км на частоте 2,45 ГГц распространяется до 10 км на расстоянии от Земли.
  • Невозможность ограничить передачу энергии в пределах малых углов луча. Например, луч в 0,002 градуса (7,2 угловых секунды) необходим, чтобы оставаться в пределах одного километра цели приемной антенны с геостационарной высоты. Самые передовые системы направленной беспроводной передачи энергии по состоянию на 2019 год распределяют ширину луча половинной мощности не менее чем на 0,9 градуса дуги. [42] [43] [44] [45]
  • Недоступность: обслуживание наземной солнечной панели относительно просто, но строительство и обслуживание солнечной панели в космосе обычно выполняется телероботически. Помимо стоимости, астронавты, работающие на геостационарной орбите (геостационарной околоземной орбите), подвергаются недопустимо высоким радиационным опасностям и рискам и стоят примерно в тысячу раз больше, чем та же задача, выполняемая телероботом.
  • Космическая среда враждебна; Фотоэлектрические панели (если они используются) страдают примерно в 8 раз сильнее, чем на Земле (за исключением орбит, которые защищены магнитосферой). [46]
  • Космический мусор представляет собой серьезную опасность для крупных объектов в космосе, особенно для крупных конструкций, таких как системы SBSP, проходящих сквозь обломки на глубине менее 2000 км. Риск столкновения значительно снижен в GEO, поскольку все спутники движутся в одном направлении с очень близкой к одинаковой скоростью. [47]
  • Частота вещания микроволновой нисходящей линии связи (если используется) потребовала бы изолировать системы SBSP от других спутников. Пространство GEO уже хорошо используется, и маловероятно, что МСЭ разрешит запуск SPS. [48] [ несоответствующая цитата ]
  • Большой размер и соответствующая стоимость приемной станции на земле. Стоимость 5 ГВт была оценена исследователем SBSP Китом Хенсоном в миллиард долларов .
  • Потери энергии во время нескольких фаз преобразования фотонов в электроны в фотоны обратно в электроны. [49]
  • Утилизация отработанного тепла в космических энергетических системах затруднена, но становится непреодолимой, когда весь космический корабль спроектирован так, чтобы поглощать как можно больше солнечного излучения. Традиционные системы терморегулирования космических аппаратов , такие как излучающие лопатки, могут мешать закрытию солнечных панелей или передатчикам энергии.

Дизайн [ править ]

Художественная концепция солнечного диска на вершине космического буксира с электрическим приводом от НОО до ГЕО .

Солнечная энергетика космического базирования по существу состоит из трех элементов: [2]

  1. сбор солнечной энергии в космосе с помощью отражателей или надувных зеркал на солнечных элементах или нагревателях для тепловых систем
  2. беспроводная передача энергии на Землю через микроволновую печь или лазер
  3. прием энергии на Земле через ректенну , микроволновую антенну

Космической части не нужно будет поддерживать себя против силы тяжести (кроме относительно слабых приливных напряжений). Ему не нужна защита от земного ветра или погоды, но ему придется справляться с космическими опасностями, такими как микрометеоры и солнечные вспышки . Были изучены два основных метода преобразования: фотоэлектрический (PV) и солнечный динамический (SD). Большинство анализов SBSP сосредоточено на фотоэлектрическом преобразовании с использованием солнечных элементов, которые напрямую преобразуют солнечный свет в электричество. Solar Dynamics использует зеркала, чтобы сосредоточить свет на котле. Использование солнечной динамики может снизить массу на ватт. Беспроводная передача энергии был предложен на раннем этапе как средство передачи энергии от накопителя к поверхности Земли с использованием микроволнового или лазерного излучения на различных частотах.

Передача микроволновой энергии [ править ]

Уильям Браун продемонстрировал в 1964 году, во время Уолтер Кронкайт «s CBS программы новостей, СВЧ-питание модели вертолета , который получил всю власть это необходимое для полета из микроволнового луча. Между 1969 и 1975 годами Билл Браун был техническим директором программы JPL Raytheon, которая передавала 30 кВт мощности на расстояние 1,6 км при КПД 9,6%. [50] [51]

Передача микроволновой энергии в десятки киловатт была хорошо доказана существующими испытаниями в Голдстоуне в Калифорнии (1975) [51] [52] [53] и Гранд Бассен на острове Реюньон (1997). [54]

Сравнение передачи энергии лазера и микроволнового излучения. Диаграмма НАСА

Совсем недавно группа под руководством Джона К. Мэнкинса продемонстрировала передачу микроволновой энергии в сочетании с захватом солнечной энергии между вершиной горы в Мауи и островом Гавайи (92 мили) . [55] [56] Технологические проблемы с точки зрения компоновки антенной решетки, конструкции с одним излучающим элементом и общей эффективности, а также связанные с ними теоретические ограничения в настоящее время являются предметом исследования, как это было продемонстрировано на Специальной сессии "Анализ электромагнитных полей". Беспроводные системы для передачи солнечной энергии », проведенного во время симпозиума IEEE по антеннам и распространению в 2010 году . [57]В 2013 году был опубликован полезный обзор, охватывающий технологии и вопросы, связанные с передачей микроволновой энергии из космоса на землю. Он включает введение в SPS, текущие исследования и перспективы на будущее. [58] Кроме того, обзор текущих методологий и технологий для проектирования антенных решеток для передачи микроволновой энергии появился в Proceedings of the IEEE. [59]

Лазерное излучение [ править ]

Некоторые в НАСА рассматривали лазерное излучение как ступеньку к дальнейшей индустриализации космоса. В 1980-х годах исследователи НАСА работали над потенциальным использованием лазеров для передачи энергии из космоса в космос, уделяя основное внимание разработке лазера на солнечной энергии. В 1989 году было высказано предположение, что энергия может также передаваться с Земли в космос с помощью лазера. В 1991 году начался проект SELENE (SpacE Laser ENEgery), который включал изучение лазерного излучения для подачи энергии на лунную базу. Программа SELENE представляла собой двухлетнюю исследовательскую работу, но затраты на доведение концепции до рабочего состояния были слишком высоки, и официальный проект завершился в 1993 году, не дожив до космической демонстрации. [60]

В 1988 году Грант Логан предложил использование земного лазера для питания электрического двигателя для космической тяги, технические детали которого были разработаны в 1989 году. Он предложил использовать алмазные солнечные элементы, работающие при 600 градусах [ требуется пояснение ] для преобразования ультрафиолетового излучения. свет лазера.

Орбитальная позиция [ править ]

Основное преимущество размещения космической электростанции на геостационарной орбите состоит в том, что геометрия антенны остается неизменной, и поэтому удерживать антенны выровненными проще. Еще одно преимущество состоит в том, что почти непрерывная передача энергии становится доступной сразу же, как только первая космическая электростанция выводится на орбиту, на НОО требуется несколько спутников, прежде чем они будут производить почти непрерывную энергию.

Передача мощности микроволнами с геостационарной орбиты связана с тем, что требуемые размеры «оптической апертуры» очень велики. Например, исследование NASA SPS 1978 года требовало передающей антенны диаметром 1 км и приемной ректенны диаметром 10 км для микроволнового луча на частоте 2,45 ГГц . Эти размеры можно несколько уменьшить, используя более короткие длины волн, хотя они имеют повышенное атмосферное поглощение и даже возможное блокирование луча дождем или каплями воды. Из-за проклятия разреженного массива, невозможно получить более узкий луч, комбинируя лучи нескольких меньших спутников. Большой размер передающей и приемной антенн означает, что минимальный практический уровень мощности для SPS обязательно будет высоким; небольшие системы SPS возможны, но неэкономичны. [ оригинальное исследование? ]

Набор космических электростанций на НОО ( низкая околоземная орбита ) был предложен в качестве предшественника космической солнечной энергии на ГСО ( геостационарная орбита ). [61]

Приемник наземного базирования [ править ]

Земли на основе ректено , скорее всего , состоит из множества коротких дипольных антенн , соединенных с помощью диодов . Микроволновые передачи со спутника будут приниматься диполями с эффективностью около 85%. [62] У обычной микроволновой антенны эффективность приема выше, но ее стоимость и сложность также значительно выше. Ректенны, вероятно, будут иметь несколько километров в поперечнике.

В космических приложениях [ править ]

Лазерный SBSP также может приводить в действие базу или транспортные средства на поверхности Луны или Марса, что позволяет сэкономить на массовых затратах на посадку источника энергии. Космический корабль или другой спутник также могут питаться теми же средствами. В представленном НАСА в 2012 году докладе о космической солнечной энергии автор упоминает, что еще одним потенциальным применением технологии, лежащей в основе космической солнечной энергии, могут быть солнечные электрические двигательные установки, которые могут использоваться для межпланетных исследовательских миссий человека. [63] [64] [65]

Затраты на запуск [ править ]

Одной из проблем концепции SBSP является стоимость космических запусков и количество материалов, которые необходимо будет запустить.

Большую часть запущенного материала не нужно доставлять на его конечную орбиту немедленно, что повышает вероятность того, что высокоэффективные (но более медленные) двигатели могут перемещать материал SPS с НОО на ГСО по приемлемой цене. Примеры включают ионные двигатели или ядерные двигатели .

Чтобы дать представление о масштабе проблемы, если предположить, что масса солнечной панели составляет 20 кг на киловатт (без учета массы несущей конструкции, антенны или какого-либо существенного уменьшения массы фокусирующих зеркал), электростанция мощностью 4 ГВт будет весить около 80 000 метрических тонн , [66] все из которых, в нынешних условиях, будут запущены с Земли. Это, однако, далеко от современного уровня развития космических аппаратов, которые по состоянию на 2015 год составляли 150 Вт / кг (6,7 кг / кВт), и быстро улучшаются. [67] Очень легкие конструкции могут достигать 1 кг / кВт, [68]Это означает 4000 метрических тонн солнечных панелей для той же станции мощностью 4 ГВт. Помимо массы панелей, должны быть добавлены накладные расходы (включая разгон до желаемой орбиты и поддержание позиции).

Затраты на запуск 4GW для LEO
1 кг / кВт5 кг / кВт20 кг / кВт
1 доллар США / кг (минимальная стоимость при мощности ~ 0,13 доллара США / кВтч, 100% КПД)4 миллиона долларов20 миллионов долларов$ 80 млн
$ 2000 / кг (например, Falcon Heavy )$ 8 млрд40 млрд долларов160 млрд долларов
10000 $ / кг (например, Ariane V )40 млрд долларов200 млрд долларов800 млрд долларов

К этим затратам необходимо добавить воздействие на окружающую среду тяжелых космических запусков, если такие затраты будут использоваться по сравнению с производством энергии на Земле. Для сравнения: прямые затраты на новую угольную [69] или атомную электростанцию ​​колеблются от 3 до 6 миллиардов долларов за ГВт (не включая полную стоимость для окружающей среды от выбросов CO2 или хранения отработанного ядерного топлива, соответственно).

Строительство из космоса [ править ]

Из лунных материалов, запущенных на орбиту [ править ]

Джерард О'Нил , отметив проблему высоких затрат на запуск в начале 1970-х годов, предложил строить СПС на орбите из материалов с Луны . [70] Стоимость запуска с Луны потенциально намного ниже, чем с Земли, из-за меньшей силы тяжести и отсутствия сопротивления атмосферы . Это предложение 1970-х годов предполагало объявленную тогда стоимость будущего запуска космического корабля НАСА. Этот подход потребует значительных первоначальных капиталовложений для создания массовых двигателей на Луне. [71]Тем не менее, 30 апреля 1979 г. в Заключительном отчете («Использование лунных ресурсов для строительства космоса») подразделения Convair компании General Dynamics по контракту NASA NAS9-15560 был сделан вывод о том, что использование лунных ресурсов будет дешевле, чем земные материалы для система всего из тридцати спутников на солнечной энергии мощностью 10 ГВт каждый. [72]

В 1980 году, когда стало очевидно, что оценки затрат НАСА на запуск космического шаттла были чрезвычайно оптимистичными, О'Нил и др. опубликовал еще один путь к производству с использованием лунных материалов с гораздо более низкими начальными затратами. [73] Эта концепция SPS 1980-х годов меньше полагалась на присутствие человека в космосе и больше на частично самовоспроизводящихся системах на поверхности Луны под дистанционным управлением рабочих, размещенных на Земле. Высокий чистый выигрыш в энергии этого предложения связан с гораздо более мелкой гравитационной ямой Луны .

Наличие относительно дешевого источника сырья из космоса за фунт уменьшило бы озабоченность по поводу маломассовых конструкций и привело бы к созданию SPS другого типа. Низкая стоимость фунта лунных материалов в видении О'Нила будет поддерживаться за счет использования лунного материала для производства большего количества объектов на орбите, чем просто спутников на солнечной энергии. Передовые методы запуска с Луны могут снизить стоимость строительства спутника на солнечной энергии из лунных материалов. Некоторые предлагаемые методы включают в себя драйвер лунной массы и лунный космический лифт , впервые описанный Джеромом Пирсоном. [74] Это потребует создания на Луне предприятий по добыче кремния и производству солнечных элементов . [ цитата необходима]

На Луне [ править ]

Физик доктор Дэвид Крисвелл предполагает, что Луна является оптимальным местом для солнечных электростанций, и способствует развитию солнечной энергии на Луне . [75] [76] [77] Основное преимущество, которое он предвидит, - это строительство в основном из местных лунных материалов, с использованием ресурсов на месте , с дистанционно управляемой мобильной фабрикой и краном для сборки микроволновых отражателей и марсоходами для сборки и прокладки солнечных панелей. ячеек [78], что значительно снизит затраты на запуск по сравнению с конструкциями SBSP. Спутники-ретрансляторы энергии, вращающиеся вокруг Земли, и Луна, отражающая микроволновый луч, также являются частью проекта. Демонстрационный проект мощностью 1 ГВт начинается с 50 миллиардов долларов. [79]Симидз корпорация использовать комбинацию лазеров и СВЧ для Luna Ring концепции, наряду с реле мощности спутников. [80] [81]

С астероида [ править ]

Серьезно рассматривается добыча астероидов . В исследовании НАСА [82] оценивалась разработка шахтёрского корабля массой 10 000 тонн (для сборки на орбите), который мог бы вернуть на геостационарную орбиту фрагмент астероида весом 500 000 тонн. Только около 3000 тонн шахтного корабля будет традиционной полезной нагрузкой аэрокосмического класса. Остальное должно было быть реактивной массой для массового двигателя, который можно было бы использовать как отработанные ступени ракеты, используемые для запуска полезной нагрузки. Если предположить, что 100% возвращенного астероида было полезным, и что сам астероидный комбайн нельзя было повторно использовать, это означает почти 95% -ное сокращение затрат на запуск. Однако истинные достоинства такого метода будут зависеть от тщательного исследования минералов астероидов-кандидатов; пока что у нас есть только оценки их состава. [83]Одно из предложений состоит в том, чтобы вывести астероид Апофис на околоземную орбиту и преобразовать его в 150 спутников на солнечной энергии мощностью 5 ГВт каждый или в более крупный астероид 1999 AN10, который в 50 раз больше Апофиса и достаточно велик, чтобы построить 7500 5-гигаваттных спутников на солнечной энергии [84 ]

Галерея [ править ]

  • Лунная база с массовым водителем (длинное строение, уходящее к горизонту). Концептуальная иллюстрация НАСА

  • Художественная концепция «саморазвивающейся» роботизированной лунной фабрики.

  • СВЧ-отражатели на Луне, роботизированный вездеход и кран с дистанционным управлением.

  • «Гусеничный» пересекает поверхность Луны, сглаживая, плавя верхний слой реголита, а затем осаждая элементы кремниевых фотоэлементов прямо на поверхность.

  • Эскиз лунного краулера, который будет использоваться для изготовления лунных солнечных элементов на поверхности Луны.

  • Здесь показан набор солнечных коллекторов, которые преобразуют энергию в микроволновые лучи, направленные на Землю.

  • Спутник на солнечной энергии, созданный из заминированного астероида.

Безопасность [ править ]

Использование микроволновой передачи энергии было наиболее спорным вопросом при рассмотрении любой конструкции SPS. На поверхности Земли предполагаемый микроволновый луч должен иметь максимальную интенсивность в центре 23 мВт / см 2 (менее 1/4 постоянной солнечного излучения ) и интенсивность менее 1 мВт / см 2 вне ректенны. линия забора (периметр приемника). [85] Они сравниваются с действующими ограничениями воздействия микроволн на рабочем месте в соответствии с действующим Законом США о безопасности и гигиене труда (OSHA), которые составляют 10 мВт / см 2 , [86] [ оригинальное исследование? ]- само ограничение выражается в добровольных условиях и признано не имеющим исковой силы в целях исполнения Федерального OSHA. [ Требуется цитата ] Луч такой интенсивности, таким образом, находится в его центре, такой же величины, что и нынешние безопасные уровни на рабочем месте, даже для длительного или неопределенного воздействия. [ оригинальное исследование? ] За пределами приемника он намного меньше, чем долгосрочные уровни OSHA [87] Более 95% энергии луча будет приходиться на ректенну. Оставшаяся микроволновая энергия будет поглощаться и рассеиваться в соответствии со стандартами, которые в настоящее время устанавливаются в отношении микроволнового излучения во всем мире. [88]Для эффективности системы важно, чтобы как можно больше микроволнового излучения фокусировалось на ректенне. За пределами ректенны интенсивность микроволн быстро уменьшается, поэтому близлежащие города или другие виды деятельности человека не должны быть затронуты. [89]

Воздействие луча можно минимизировать другими способами. На земле физический доступ контролируется (например, через ограждение), и типичный самолет, пролетающий через луч, обеспечивает пассажиров защитной металлической оболочкой (например, клеткой Фарадея ), которая улавливает микроволны. Другие летательные аппараты ( воздушные шары , сверхлегкие летательные аппараты и т. Д.) Могут избежать воздействия, наблюдая за местами управления полетами, как это в настоящее время делается для военного и другого контролируемого воздушного пространства. Интенсивность микроволнового луча на уровне земли в центре луча должна быть спроектирована и физически встроена в систему; просто передатчик будет слишком далеко и слишком мал, чтобы можно было увеличить интенсивность до небезопасного уровня, даже в принципе.

Кроме того, конструктивным ограничением является то, что микроволновый луч не должен быть настолько интенсивным, чтобы нанести вред диким животным, особенно птицам. Эксперименты с преднамеренным микроволновым облучением на разумных уровнях не смогли показать отрицательных эффектов даже в нескольких поколениях. [90] Были сделаны предложения расположить ректенны в открытом море [91] [92], но это создает серьезные проблемы, включая коррозию, механические напряжения и биологическое загрязнение.

Обычно предлагаемый подход к обеспечению безотказного наведения луча заключается в использовании ретро-направленной фазированной антенной решетки / ректенны. «Контрольный» микроволновый луч, излучаемый из центра ректенны на земле, создает фазовый фронт на передающей антенне. Там схемы в каждой из подрешеток антенны сравнивают фазовый фронт пилотного луча с фазой внутреннего тактового сигнала, чтобы контролировать фазу исходящего сигнала. Это заставляет передаваемый луч точно центрироваться на ректенне и иметь высокую степень фазовой однородности; если пилотный луч по какой-либо причине потерян (например, если передающая антенна повернута в сторону от ректенны), значение управления фазой не выполняется, и луч мощности СВЧ автоматически расфокусируется. [89]Такая система была бы физически неспособна сфокусировать свой энергетический луч в любом месте, где не было бы передатчика пилот-луча. Долгосрочные эффекты мощности излучения через ионосферу в виде микроволн еще предстоит изучить, но не было предложено ничего, что могло бы привести к какому-либо значительному эффекту.

Хронология [ править ]

В 20 веке [ править ]

  • 1941 : Исаак Азимов опубликовал научно-фантастический рассказ «Причина», в котором космическая станция передает энергию, собранную от Солнца, на различные планеты с помощью микроволновых лучей.
  • 1968 : Питер Глейзер представляет концепцию системы «спутника солнечной энергии» с квадратными километрами солнечных коллекторов на высокой геосинхронной орбите для сбора и преобразования солнечной энергии в микроволновый луч для передачи полезной энергии на большие приемные антенны ( ректенны ) на Земле для распределение.
  • 1973 : Питер Глейзер получает патент США № 3781647 на его метод передачи мощности на большие расстояния с использованием микроволн от большой (один квадратный километр) антенны на спутнике до гораздо большей антенны на земле, теперь известной как ректенна. [8]
  • 1978–81 : Министерство энергетики США и НАСА тщательно изучают концепцию спутников на солнечной энергии (SPS), публикуют проектные и технико-экономические обоснования.
  • 1987 : Стационарная высокогорная релейная платформа - канадский эксперимент
  • 1995–97 : НАСА проводит «Свежий взгляд» на концепции и технологии космической солнечной энергии (SSP).
  • 1998 : Исследование определения концепции космической солнечной энергии (CDS) определяет заслуживающие доверия, коммерчески жизнеспособные концепции SSP, указывая при этом технические и программные риски.
  • 1998 : Японское космическое агентство начинает разработку космической солнечной энергетической системы (SSPS), программа продолжается и по сей день. [ необходима цитата ]
  • 1999 : Начало программы космических исследований и технологий космической солнечной энергии ( SERT, см. Ниже ).
  • 2000 : Джон Манкинс из НАСА дает свидетельские показания в Палате представителей США , говоря, что «крупномасштабная SSP - это очень сложная интегрированная система систем, которая требует значительных достижений в современных технологиях и возможностях. Была разработана технологическая дорожная карта, которая указывает возможные пути. для достижения всех необходимых успехов, хотя и в течение нескольких десятилетий. [12]

В 21 веке [ править ]

  • 2001 : НАСДА (одно из национальных космических агентств Японии до того, как оно стало частью JAXA ) объявляет о планах проведения дополнительных исследований и создания прототипов, запустив экспериментальный спутник мощностью 10 киловатт и 1 мегаватт. [93] [94]
  • 2003 : исследования ЕКА [95]
  • 2007 : The US Pentagon «s National Security Space Офис (NSSO) выдает отчет [96] 10 октября 2007 года о том , что они намерены собрать солнечную энергию из космоса для использования на Земле , чтобы помочь Соединенным Штаты» продолжающихся отношений с Ближним Востоком и битва за нефть. Демонстрационная установка может стоить 10 миллиардов долларов, производить 10 мегаватт и вводиться в эксплуатацию через 10 лет. [97]
  • 2007 : В мае 2007 года в Массачусетском технологическом институте США (MIT) проводится семинар для обзора текущего состояния рынка и технологий SBSP. [98]
  • 2010 : Профессора Андреа Масса и Giorgio Франческетти объявляет специальную сессию на «Анализ электромагнитных беспроводных систем для солнечной передачи электроэнергии» в 2010 году Институт инженеров электротехники и электроники Международный симпозиум по антеннам и распространению. [99]
  • 2010 : Индийская организация космических исследований и Национальное космическое общество США организовали совместный форум для расширения партнерства в использовании солнечной энергии с помощью космических солнечных коллекторов. Названный Kalam-NSS Initiative в честь бывшего президента Индии доктора APJ Абдула Калама , форум заложит основу для программы космической солнечной энергетики, к которой могут присоединиться и другие страны. [100]
  • 2010: Sky's No Limit: космическая солнечная энергия, следующий важный шаг в стратегическом партнерстве между Индией и США?], Написанная подполковником ВВС США Питером Гарретсоном, была опубликована в Институте оборонных исследований и анализа. [101]
  • 2012 : Китай предложил совместную разработку Индией и Китаем спутника солнечной энергии во время визита бывшего президента Индии доктора APJ Абдула Калама . [102]
  • 2015: инициатива по космической солнечной энергии (ССПИ) устанавливается между Caltech и Northrop Grumman Corporation. Приблизительно 17,5 миллионов долларов будут выделены на трехлетний проект по развитию космической солнечной энергетической системы.
  • 2015 : 12 марта 2015 года JAXA объявила, что они передают по беспроводной сети 1,8 киловатт на 50 метров в небольшой приемник, преобразовывая электричество в микроволны, а затем обратно в электричество. [37] [38]
  • 2016: Генерал-лейтенант Чжан Юйлинь, заместитель начальника отдела разработки вооружений [НОАК] Центральной военной комиссии, предположил, что в следующий раз Китай начнет использовать пространство Земля-Луна для промышленного развития. Целью будет создание космических спутников на солнечной энергии, которые будут передавать энергию обратно на Землю. [103] [104]
  • 2016: команда с членством из лаборатории военно - морских исследований (NRL), перспективных оборонных проектов Агентства (DARPA), Университет Air Force Air, генштаба Logistics (J-4), Государственный департамент, Makins Aerospace и Northrop Grumman выиграл секретарь Оборона (SECDEF) / Государственный секретарь (SECSTATE) / Инновационная задача D3 (Дипломатия, развитие, оборона) директора USAID с предложением о том, что США должны лидировать в космической солнечной энергии. За предложением последовало видение видео
  • 2016: Граждане за космическую солнечную энергию преобразовали предложение D3 в активные петиции на веб-сайте Белого дома «Америка должна возглавить переход к космической энергии» и Change.org «США должны возглавить переход к космической энергии» вместе со следующим видео .
  • 2016: Эрик Ларсон и другие из NOAA публикуют доклад «Глобальная реакция атмосферы на выбросы от предлагаемой многоразовой космической системы запуска» [105]. В документе утверждается, что энергетические спутники мощностью до 2 ТВт в год могут быть построены без недопустимого ущерба для атмосфера. До этой статьи высказывались опасения, что выбросы NOx, образующиеся при входе в атмосферу, разрушат слишком много озона.
  • 2016: Ян Кэш из SICA Design предлагает CASSIOPeiA (постоянная апертура, твердотельный, интегрированный, орбитальная фазированная решетка) новую концепцию SPS [1]
  • 2017: НАСА выбирает пять новых исследовательских предложений, направленных на инвестиции в космос. Горная школа Колорадо специализируется на «Тенденциях XXI века в области космического производства и хранения солнечной энергии».
  • 2019: Адитья Бараскар и профессор Тошия Ханада из Лаборатории динамики космических систем Университета Кюсю предложили Energy Orbit (E-Orbit) [106], небольшую группировку космических спутников на солнечной энергии для передачи энергии между спутниками на низкой околоземной орбите. Всего 1600 спутников для передачи 10 киловатт электроэнергии в радиусе 500 км на высоте 900 км. " [107]
  • 2020: Лаборатория военно-морских исследований США запускает испытательный спутник. [108]

Нетипичные конфигурации и архитектурные особенности [ править ]

Типичная эталонная система систем включает в себя значительное количество (несколько тысяч систем мощностью в несколько гигаватт для обслуживания всех или значительной части потребностей Земли в энергии) отдельных спутников на ГСО. Типичный эталонный проект для отдельного спутника находится в диапазоне 1-10 ГВт и обычно включает в себя планарные или концентрированные солнечные фотоэлектрические элементы (ФЭ) в качестве коллектора / преобразования энергии. Наиболее типичные конструкции передачи находятся в диапазоне РЧ 1–10 ГГц (2,45 или 5,8 ГГц), где потери в атмосфере минимальны. Материалы для спутников поступают на Землю и производятся на ней, и предполагается, что они будут транспортироваться на НОО с помощью запускаемых многоразовых ракет и транспортироваться между НОО и ГСО с помощью химических или электрических двигателей. Таким образом, возможны следующие варианты архитектуры:

  • Location = GEO
  • Сбор энергии = PV
  • Спутник = монолитная конструкция
  • Передача = RF
  • Материалы и производство = Земля
  • Установка = RLV на LEO, Химическая промышленность на GEO

Из эталонной системы можно выделить несколько интересных вариантов оформления:

Альтернативное место сбора энергии : в то время как GEO является наиболее типичным из-за его преимуществ близости к Земле, упрощенного наведения и отслеживания, очень небольшого времени в затенении и масштабируемости для удовлетворения всех глобальных потребностей в несколько раз, были предложены другие места:

  • Солнце Земля L1: Роберт Кеннеди III, Кен Рой и Дэвид Филдс предложили вариант солнцезащитного козырька L1 под названием «Dyson Dots» [109], в котором первичный коллектор мощностью несколько тераватт будет передавать энергию обратно на серию солнечных синхронных приемных спутников на НОО . Более дальнее расстояние до Земли требует соответственно большей апертуры передачи.
  • Поверхность Луны : Дэвид Крисвелл предложил использовать саму поверхность Луны в качестве собирающей среды, передавая энергию на землю через серию микроволновых отражателей на околоземной орбите. Главным преимуществом этого подхода будет возможность производить солнечные коллекторы на месте без затрат на электроэнергию и сложности запуска. К недостаткам можно отнести гораздо большее расстояние, требующие более крупных систем передачи, необходимую «перестройку», чтобы справиться с лунной ночью, а также сложность достаточного производства и наведения спутников-отражателей. [110]
  • MEO: Системы MEO были предложены для космических служб и инфраструктуры силовых установок. Например, см. Статью Ройса Джонса. [111]
  • Сильноэллиптические орбиты: орбиты Молния, Тундра или Квази-Зенит были предложены в качестве первых мест для нишевых рынков, требующих меньше энергии для доступа и обеспечивающих хорошую устойчивость. [112]
  • НОО с солнечной синхронизацией: на этой близкой к полярной орбите спутники прецессируют со скоростью, которая позволяет им всегда смотреть на Солнце при их вращении вокруг Земли. Это легкодоступная орбита, требующая гораздо меньше энергии, а ее близость к Земле требует меньших (и, следовательно, менее массивных) передающих отверстий. Однако к недостаткам этого подхода относятся необходимость постоянно менять приемные станции или сохранять энергию для пакетной передачи. Эта орбита уже заполнена людьми и имеет значительный космический мусор.
  • Экваториальный НОО: Япония SPS 2000 предлагала ранний демонстрационный образец на экваториальном НОО, в котором несколько экваториальных участвующих стран могли получить некоторую мощность. [113]
  • Поверхность Земли : Нараян Комерат предложил космическую энергосистему, в которой избыточная энергия от существующей сети или электростанции на одной стороне планеты может передаваться на орбиту, через другой спутник и вниз к приемникам. [114]

Сбор энергии: наиболее типичные конструкции для спутников на солнечной энергии включают фотоэлектрические элементы. Они могут быть плоскими (и обычно пассивно охлаждаемыми), концентрированными (и, возможно, активно охлаждаемыми). Однако есть несколько интересных вариантов.

  • Солнечная тепловая энергия : Сторонники солнечной тепловой энергии предложили использовать концентрированный нагрев, чтобы вызвать изменение состояния жидкости для извлечения энергии с помощью вращающегося оборудования с последующим охлаждением в радиаторах. Преимущества этого метода могут включать общую массу системы (оспаривается), отсутствие деградации из-за повреждения солнечным ветром и устойчивость к радиации. Здесь был визуализирован один недавний проект теплового солнечного спутника, созданный Китом Хенсоном и другими. [2] Соответствующая концепция приведена здесь: [3] Предлагаемые радиаторы представляют собой тонкостенную пластинчатую трубку, заполненную паром низкого давления (2,4 кПа) и температуры (20 ° C).
  • Лазер с солнечной накачкой: Япония разработала лазер с солнечной накачкой, в котором солнечный свет непосредственно возбуждает среду, излучающую энергию, которая используется для создания когерентного луча на Землю.
  • Распад термоядерного синтеза: эта версия энергетического спутника не является «солнечной». Скорее, космический вакуум рассматривается как «особенность, а не ошибка» для традиционного термоядерного синтеза. Согласно Полю Вербосу, ​​после слияния даже нейтральные частицы распадаются на заряженные частицы, которые в достаточно большом объеме позволяют прямое преобразование в ток. [ необходима цитата ]
  • Петля солнечного ветра : также называется спутником Дайсона – Харропа . Здесь спутник использует не фотоны Солнца, а заряженные частицы солнечного ветра, которые посредством электромагнитной связи генерируют ток в большой петле.
  • Прямые зеркала: Ранние концепции прямого зеркального перенаправления света на планету Земля страдали от проблемы, заключающейся в том, что лучи, исходящие от Солнца, не параллельны, а распространяются от диска, и поэтому размер пятна на Земле довольно велик. Льюис Фраас исследовал множество параболических зеркал, чтобы расширить существующие солнечные батареи. [115]

Альтернативная спутниковая архитектура: типичный спутник представляет собой монолитную структуру, состоящую из несущей конструкции, одного или нескольких коллекторов, одного или нескольких передатчиков, а иногда и первичных и вторичных отражателей. Вся конструкция может быть стабилизирована градиентом силы тяжести. Альтернативные конструкции включают:

  • Рой небольших спутников : некоторые конструкции предлагают рой свободно летающих меньших спутников. Так обстоит дело с несколькими лазерными конструкциями, и, по-видимому, так обстоит дело с коврами-самолетами CALTECH. [116] Для ВЧ-проектов техническим ограничением является проблема разреженного массива .
  • Свободно плавающие компоненты : Solaren предложила альтернативу монолитной конструкции, в которой первичный отражатель и передающий отражатель свободно летают. [117]
  • Стабилизация вращения: НАСА исследовало концепцию стабилизированной спином тонкой пленки.
  • Структура, стабилизированная фотонным лазерным двигателем (PLT): Янг Бэ предположил, что давление фотонов может заменить сжимающие элементы в больших структурах. [ необходима цитата ]

Передача: Наиболее типичная конструкция для передачи энергии - через РЧ-антенну на частоте ниже 10 ГГц к наземной ректенне. Споры существуют между преимуществами клистронов, гиротронов, магнетронов и твердого тела. Альтернативные подходы к передаче включают:

  • Лазер: лазеры предлагают преимущество в гораздо более низкой стоимости и массе по сравнению с первой мощностью, однако есть разногласия относительно преимуществ эффективности. Лазеры позволяют использовать передающую и приемную апертуры гораздо меньшего размера. Однако высококонцентрированный луч имеет проблемы с защитой глаз, пожарной безопасностью и вооружением. Сторонники считают, что у них есть ответы на все эти опасения. Подход, основанный на использовании лазеров, также должен найти альтернативные способы борьбы с облаками и осадками.
  • Атмосферный волновод: некоторые предположили, что можно использовать лазер с короткими импульсами для создания атмосферного волновода, через который могут проходить концентрированные микроволны. [118] [119] [120]
  • Ядерный синтез: ускорители элементарных частиц, расположенные во внутренней части солнечной системы (будь то на орбите или на такой планете, как Меркурий ), могут использовать солнечную энергию для синтеза ядерного топлива из материалов природного происхождения. Хотя это было бы крайне неэффективно при использовании нынешней технологии (с точки зрения количества энергии, необходимой для производства топлива по сравнению с количеством энергии, содержащейся в топливе) и могло бы вызвать очевидные проблемы ядерной безопасности , базовая технология, на основе которой такой подход будет Метод rely on используется на протяжении десятилетий, что делает его, пожалуй, самым надежным средством передачи энергии, особенно на очень большие расстояния, в частности, из внутренней части Солнечной системы во внешнюю.

Материалы и производство: в типовых конструкциях используется развитая промышленная производственная система, существующая на Земле, и используются земные материалы как для спутника, так и для топлива. Варианты включают:

  • Лунные материалы: существуют конструкции для спутников на солнечной энергии, которые являются источником> 99% материалов из лунного реголита с очень небольшими поступлениями «витаминов» из других мест. Использование материалов с Луны привлекательно, потому что запуск с Луны в теории намного проще, чем с Земли. Здесь нет атмосферы, поэтому компоненты не нужно плотно упаковывать в аэрозольную оболочку и выдерживать вибрацию, давление и температурные нагрузки. Запуск может производиться через драйвер магнитной массы и полностью обходиться без использования топлива для запуска. Для запуска с Луны GEO также требует гораздо меньше энергии, чем для более глубокого гравитационного колодца Земли. Для создания всех спутников на солнечной энергии, чтобы полностью обеспечить всю необходимую энергию для всей планеты, требуется менее одной миллионной массы Луны.
  • Самовоспроизведение на Луне: НАСА исследовало самовоспроизводящуюся фабрику на Луне в 1980 году. [121] Совсем недавно Джастин Льюис-Уэббер предложил метод специального производства основных элементов [122], основанный на конструкции Джона Манкинса SPS-Alpha. . [123] [124]
  • Астероидные материалы: считается, что некоторые астероиды имеют даже более низкую дельта-V для извлечения материалов, чем Луна, а некоторые конкретные представляющие интерес материалы, такие как металлы, могут быть более концентрированными или более доступными.
  • Производство в космосе / на месте: с появлением аддитивного производства в космосе такие концепции, как SpiderFab, могут позволить массовый запуск сырья для местной экструзии. [125]

Метод установки / транспортировка материала к месту сбора энергии : в эталонных проектах материал компонентов запускается с помощью хорошо изученных химических ракет (обычно полностью многоразовых пусковых систем) на НОО, после чего используется химическая или электрическая тяга для их доставки на НОО. GEO. Желательными характеристиками этой системы являются очень высокий массовый расход при низкой общей стоимости. Альтернативные концепции включают:

  • Лунный химический запуск : ULA недавно продемонстрировала концепцию полностью многоразового химического посадочного модуля XEUS для перемещения материалов с лунной поверхности на LLO или GEO. [126]
  • Драйвер лунной массы : запуск материалов с поверхности Луны с использованием системы, подобной электромагнитной катапульте авианосца. Неизведанной компактной альтернативой стал бы слингатрон.
  • Лунный космический лифт : экваториальный или почти экваториальный кабель проходит до и через точку лагранжа. Его сторонники утверждают, что он имеет меньшую массу, чем традиционный массовый драйвер.
  • Космический лифт : лента из чистых углеродных нанотрубок простирается от его центра тяжести на геостационарной орбите, позволяя альпинистам подниматься на GEO. Проблемы с этим включают материальную задачу создания ленты такой длины с достаточной прочностью, управление столкновениями со спутниками, космическим мусором и молниями.
  • MEO Skyhook: В рамках исследования AFRL Роджер Ленард предложил MEO Skyhook. Похоже, что трос, стабилизированный градиентом силы тяжести, с центром масс в MEO может быть построен из доступных материалов. Дно небесного крюка близко к атмосфере на "некеплеровской орбите". Ракета многоразового использования может запускаться в соответствии с высотой и скоростью с нижней стороны троса, которая находится на не кеплеровской орбите (движется намного медленнее, чем типичная орбитальная скорость). Полезная нагрузка передается, и она поднимается по кабелю. Сам кабель не смещается с орбиты за счет электрического движения и / или электромагнитных воздействий.
  • Запуск MAGLEV / StarTram : Джон Пауэлл разработал концепцию системы с очень большим массовым расходом. В системе первого поколения, встроенной в гору, полезный груз ускоряется по эвакуированной гусенице MAGLEV. Небольшая бортовая ракета увеличивает полезную нагрузку. [127]
  • Энергетический запуск с помощью луча: у Кевина Паркина и Escape Dynamics есть концепции [128] наземного облучения монотопливной ракеты-носителя с использованием высокочастотной энергии. Радиочастотная энергия поглощается и непосредственно нагревает топливо, как в ядерно-термическом стиле NERVA. LaserMotive имеет концепцию лазерного подхода.

В художественной литературе [ править ]

Космические станции, передающие солнечную энергию, появились в научно-фантастических произведениях, таких как « Причина » Исаака Азимова (1941), в которых рассказывается о проблемах, вызванных роботами, управляющими станцией. В рассказе Азимова « Последний вопрос » также рассказывается об использовании SBSP для обеспечения безграничной энергии для использования на Земле.

В романе Бена Бовы PowerSat (2005) предприниматель пытается доказать, что почти завершенный энергетический спутник и космоплан его компании (средство для эффективной доставки обслуживающего персонала на спутник) являются безопасными и экономически жизнеспособными, в то время как террористы, связанные с нефтью нации-производители пытаются сорвать эти попытки с помощью уловок и саботажа. [129]

Различные аэрокосмические компании, в том числе Boeing, [130] Lockheed Martin, [131] и United Launch Alliance , также продемонстрировали воображаемые будущие спутники солнечной энергии в своих корпоративных видеороликах . [132]

Солнечный спутник - одно из трех средств производства энергии в браузерной игре OGame .

См. Также [ править ]

  • Контроль отношения
  • Климатическая инженерия
  • Будущее развитие энергетики
  • Уравнение передачи Фрииса
  • Орбитальная станция сопровождения на ГСО
  • Проект Земля
  • Солнечные батареи на космических кораблях
  • Космический фонтан
  • Космическое зеркало
  • Знамя
  • Солнечный пистолет

Ссылки [ править ]

Национальное космическое общество поддерживает обширную космическую солнечную библиотеку питания всех основных исторических документов и исследований , связанные с космической солнечной энергией и основными новостными статьями .

  1. ^ «Космическая солнечная энергия» . ESA - команда передовых концепций . 15 апреля 2013 . Проверено 23 августа 2015 года .
  2. ^ a b "Солнечная энергия из космоса" . Министерство энергетики США (DOE) . 6 марта 2014 г.
  3. ↑ Эрик Розенбаум и Донован Руссо (17 марта 2019 г.). «Китай планирует использовать солнечную энергию в космосе, от которой НАСА отказалось несколько десятилетий назад» . CNBC.com . Проверено 19 марта 2019 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  4. ↑ Космическое агентство Великобритании (14 ноября 2020 г.). «Правительство Великобритании заказывает исследования космических солнечных электростанций» . gov.uk . Проверено 30 ноября 2020 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  5. ^ "Основной план космической политики" (PDF) . 2 июня 2009 . Проверено 21 мая 2016 года .
  6. ^ . 27 мая 2020 г. https://www.forbes.com/sites/scottsnowden/2020/05/27/solar-power-experiment-launches-on-secret-space-plane/ . Отсутствует или пусто |title=( справка )
  7. Перейти ↑ Glaser, PE (1968). «Сила Солнца: ее будущее». Наука . 162 (3856): 857–61. Bibcode : 1968Sci ... 162..857G . DOI : 10.1126 / science.162.3856.857 . PMID 17769070 . 
  8. ^ a b Глейзер, Питер Э. (25 декабря 1973 г.). «Способ и устройство для преобразования солнечного излучения в электрическую энергию» . Патент США 3781647 .
  9. ^ Glaser, PE , Maynard, OE, Mockovciak, J., и Ральф, Е. L, Arthur D. Little, Inc., "Техникоэкономическое обоснование спутниковой солнечной электростанции", НАСА CR-2357, NTIS N74-17784, Февраль 1974 г.
  10. ^ Программа разработки и оценки концепции спутниковой энергосистемы июль 1977 - август 1980. DOE / ET-0034, февраль 1978 г. 62 страницы
  11. ^ "Отчет о справочной системе программы разработки концепции спутниковой энергосистемы и оценки. DOE / ER-0023, октябрь 1978 г. 322" (PDF) .
  12. ^ a b c Заявление Джона К. Мэнкинса Подкомитета Палаты представителей США по космосу и аэронавтике, Комитет по науке, 7 сентября 2000 г.
  13. ^ «Требования к ресурсам спутниковой энергосистемы (SPS) (критические материалы, энергия и земля). HCP / R-4024-02, октябрь 1978 г.» (PDF) .
  14. ^ Спутниковая энергосистема (SPS) Финансовые / управленческие сценарии. Подготовлено Дж. Питером Вайком. HCP / R-4024-03, октябрь 1978 г., 69 стр.
  15. ^ Спутниковая энергосистема (SPS) Финансовые / управленческие сценарии. Подготовлено Гербертом Э. Керульфом. HCP / R-4024-13, октябрь 1978 г., 66 страниц.
  16. ^ Общественное признание спутниковой энергосистемы (SPS). HCP / R-4024-04, октябрь 1978 г. 85 страниц.
  17. ^ Государственные и местные правила спутниковой энергосистемы (SPS), применяемые к микроволновым приемным антеннам спутниковой энергосистемы. HCP / R-4024-05, октябрь 1978 г. 92 страницы.
  18. ^ Спутниковая система питания (SPS) Участие студентов. HCP / R-4024-06, октябрь 1978 г., 97 стр.
  19. ^ Потенциал лазера для передачи энергии SPS. HCP / R-4024-07, октябрь 1978 г. 112 страниц.
  20. ^ Международные соглашения по спутниковой энергетической системе (SPS). Подготовлено Карлом К. Кристолом. HCP-R-4024-08, октябрь 1978 г. 283 страницы.
  21. ^ Международные соглашения по спутниковой энергетической системе (SPS). Подготовил Стивен Гроув. HCP / R-4024-12, октябрь 1978 г. 86 страниц.
  22. ^ Централизация / децентрализация спутниковой энергосистемы (SPS). HCP / R-4024-09, октябрь 1978 г., 67 страниц.
  23. ^ «Спутниковая энергосистема (SPS), наносящая на карту исключенные зоны для участков прямой антенны. HCP-R-4024-10, октябрь 1978 г., 117 страниц» (PDF) .
  24. ^ Экономические и демографические вопросы, связанные с развертыванием спутниковой энергосистемы (SPS). ANL / EES-TM-23, октябрь 1978 г. 71 страница.
  25. ^ Некоторые вопросы и ответы о спутниковой энергосистеме (SPS). DOE / ER-0049/1, январь 1980 г. 47 страниц.
  26. ^ Спутниковые энергетические системы (SPS) Лазерные исследования: метеорологические эффекты на распространение лазерного луча и лазеры с прямой солнечной накачкой для SPS. Отчет подрядчика НАСА 3347, ноябрь 1980 г. 143 страницы.
  27. ^ Эксперимент по работе с общественностью Satellite Power System (SPS). DOE / ER-10041-T11, декабрь 1980 г. 67 страниц.
  28. ^ http://www.nss.org/settlement/ssp/library/1981NASASPS-PowerTransmissionAndReception.pdf «Программа разработки и оценки концепции спутниковой энергосистемы: Техническое резюме и оценка передачи и приема энергии» Справочная публикация НАСА 1076, июль 1981 г. 281 страниц.
  29. ^ "Разработка концепции спутниковой энергетической системы и программа оценки: космический транспорт. Технический меморандум НАСА 58238, ноябрь 1981 г. 260 страниц" (PDF) .
  30. ^ Спутники солнечной энергии. Управление оценки технологий, август 1981 г. 297 страниц.
  31. ^ Свежий взгляд на космическую солнечную энергию: новые архитектуры, концепции и технологии. Джон С. Манкинс. Международная астронавтическая федерация IAF-97-R.2.03. 12 страниц.
  32. ^ "Доктор Пит Уорден на космической выставке" . thespaceshow.com. 23 марта 2009 года Архивировано из оригинала 7 июля 2012 года.
  33. ^ "Китай предлагает космическое сотрудничество с Индией - The Times of India" . Таймс оф Индия .
  34. ^ "Обнародованы планы первой китайской солнечной электростанции в космосе" . Сидней Морнинг Геральд .
  35. ^ Развитие спутниковой технологии космической солнечной энергии в Исследовательском центре Гленна - Обзор. Джеймс Э. Дуденхофер и Патрик Дж. Джордж, Исследовательский центр Гленна НАСА, Кливленд, Огайо.
  36. ^ «Как Япония планирует построить орбитальную солнечную ферму» .
  37. ^ a b Тарантола, Эндрю (12 марта 2015 г.). «Ученые добились успехов в излучении солнечной энергии из космоса» (PDF) . 162 (3856): 857–861. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  38. ^ a b «Японские космические ученые совершили прорыв в области беспроводной энергии» .
  39. ^ «MHI успешно завершает наземные демонстрационные испытания технологии беспроводной передачи энергии для SSPS» . 12 марта 2015.
  40. ^ Спутники солнечной энергии . Вашингтон, округ Колумбия: Конгресс США, Управление оценки технологий. Август 1981 г. с. 66. LCCN 81600129 . 
  41. ^ Сбор на полюсах Землиможет происходить 24 часа в сутки, но на полюсах требуются очень небольшие нагрузки.
  42. ^ Шен, G .; Liu, Y .; Sun, G .; Zheng, T .; Чжоу, X .; Ван, А. (2019). «Подавление уровня боковых лепестков плоской антенной решетки при беспроводной передаче энергии» . Доступ IEEE . 7 : 6958–6970. DOI : 10,1109 / ACCESS.2018.2890436 . ISSN 2169-3536 . 
  43. ↑ Ван, Вэнь-Цинь (2019). «Ретро-направленная фокусировка с разнесенными частотами для беспроводной передачи информации и энергии». Журнал IEEE по избранным областям коммуникаций . 37 (1): 61–73. DOI : 10.1109 / JSAC.2018.2872360 . ISSN 0733-8716 . S2CID 56594774 .  
  44. ^ Синохара, Наоки (июнь 2013 г.). «Технологии управления лучом с помощью высокоэффективной фазированной решетки для передачи СВЧ энергии в Японии» . Труды IEEE . 101 (6): 1448–1463. DOI : 10.1109 / JPROC.2013.2253062 . S2CID 9091936 . Проверено 28 апреля 2019 . 
  45. ^ Fartookzadeh, Махди (7 марта 2019). «О зависимости от временного диапазона диаграмм направленности, создаваемых произвольными антенными решетками: обсуждение ошибочных ожиданий от частотно-разнесенных массивов». arXiv : 1903.03508 . Bibcode : 2019arXiv190303508F . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  46. ^ В пространстве, панели страдают быстрой эрозии изза частиц высокой энергии, «солнечные панели Деградация» архивации 2011-09-29 в Wayback Machine , тогда как на Земле, коммерческие панели деградируют со скоростью около 0,25% в год. «Тестирование фотоэлектрического модуля тридцатилетней давности»
  47. ^ «Некоторые из наиболее экологически опасных видов деятельности в космосе включают [...] большие конструкции, подобные тем, которые рассматривались в конце 1970-х годов для строительства солнечных электростанций на околоземной орбите ». Синдром Кесслера (Обсужденный Дональдом Дж. Кесслером) ". Проверено 26 мая 2010.
  48. ↑ Хироши Мацумото, «Космический спутник солнечной энергии / станция и политика» , EMC'09 / Киото, 2009
  49. ^ Кэтрин Дойл, «Илон Маск о SpaceX, Tesla и Почему космическая солнечная энергия должна умереть» , Popular Mechanics, 2012-10-04. Проверено 14 января 2016.
  50. ^ Дикинсон, RM (1 сентября 1975). Оценка микроволнового приемно -преобразовательного массива большой мощности для беспроводной передачи энергии (Технический меморандум JPL 33-741) . Лаборатория реактивного движения НАСА. С. 8–24 . Дата обращения 2 июня 2019 . Из-за небольшого размера решетки по сравнению с трубчатым лучом антенны диаметром 26 м только около 11,3% выходного сигнала передатчика клистрона падает на решетку (см. Рис.12) и, таким образом, доступно для сбора и преобразования в постоянный ток. выход.
  51. ^ а б Браун, WC (1984). «История передачи энергии радиоволнами» . IEEE Transactions по теории и методам микроволнового излучения . 32 (9): 1230–1242. Bibcode : 1984ITMTT..32.1230B . DOI : 10.1109 / TMTT.1984.1132833 . S2CID 73648082 . 
  52. ^ "Беспроводная передача энергии 34 кВт на 1 милю при КПД 82,5%, Голдстоун 1975" . 13 марта 2008 г. - через YouTube.
  53. ^ Беспроводная передача энергии для спутника солнечной энергии (SPS) (второй проект Н. Шинохара), Space Solar Power Workshop, Технологический институт Джорджии
  54. ^ ТОЧКА-ТОЧКА WIRELESS МОЩНОСТИ ТРАНСПОРТ В Реюньон архивации 2005-10-23 в Вайбак машины 48м Международном конгрессеастронавтике, Турин, Италия, 6-10 октября 1997 - IAF-97-R.4.08 JD Lan ВС Luk, А Селеста, П. Романачче, Л. Чейн Куанг Санг, Дж. К. Гатина - Университет Реюньона - факультет науки и технологий.
  55. ^ ТОЧКА-ТОЧКА БЕСПРОВОДНОЙ ТРАНСПОРТИРОВКИ ЭНЕРГИИ НА ГАВАИИ .
  56. ↑ Исследователи излучают "космическую" солнечную энергию на Гавайях , Лоретта Идальго, 12 сентября 2008 г.
  57. ^ 2010 IEEE симпозиум по антеннам и распространению - Специальный список сеансов
  58. ^ Сасаки, Сусуму; Танака, Кодзи; Маки, Кен-Ичиро (2013). «Технологии микроволновой передачи энергии для спутников на солнечной энергии». Труды IEEE . 101 (6): 1438. DOI : 10.1109 / JPROC.2013.2246851 . S2CID 23479022 . 
  59. ^ Масса, Андреа; Оливери, Джакомо; Виани, Федерико; Рокка, Паоло (2013). «Конструкции массивов для беспроводной передачи энергии на большие расстояния: современные и инновационные решения». Труды IEEE . 101 (6): 1464. DOI : 10.1109 / JPROC.2013.2245491 . S2CID 2990114 . 
  60. ^ Гленн Причастность с лазерной мощности Beaming-- Обзор Архивированные 2006-11-17 в Вайбак Machine исследовательского центра NASA Glenn
  61. ^ Комерат, Нью-Мексико; Бёхлер, Н. (октябрь 2006 г.). Космическая электросеть . Валенсия, Испания: 57-й Конгресс Международной астронавтической федерации. IAC-C3.4.06.
  62. ^ "CommSpacTransSec38.html" .
  63. ^ Манкинс, Джон. "SPS-ALPHA: первый практический спутник солнечной энергии на основе произвольно большой фазированной решетки" (PDF) . Проверено 24 апреля 2014 года .
  64. ^ "Второй семинар космической энергии с лучом" (PDF) . НАСА. 1989. pp. Около страницы 290.
  65. ↑ Генри В. Брандхорст-младший (27 октября 2010 г.). «Варианты лунного энергетического излучения» (PDF) . Brandhorst . Группа FISO.
  66. ^ "Космическая солнечная энергия" . energy.gov .
  67. ^ "Солнечная энергия и накопление энергии для планетарных миссий" (PDF) . 25 августа 2015 года.
  68. ^ "Дело для космического развития солнечной энергии" . Август 2003 . Проверено 14 марта 2006 .
  69. ^ "2006_program_update" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 10 января 2007 года.
  70. ^ О'Нил, Джерард К. , «Высокий рубеж, человеческие колонии в космосе», ISBN 0-688-03133-1 , стр. 57 
  71. ^ "Колонизирующее пространство - стиль 70-х!" . 11 декабря 2009 г. - через YouTube.
  72. ^ Подразделение General Dynamics Convair (1979). Использование лунных ресурсов для строительства космоса (PDF) . GDC-ASP79-001.
  73. ^ О'Нил, Джерард К .; Дриггеры, G .; О'Лири, Б. (1980). «Новые пути производства в космосе». Космонавтика и воздухоплавание . 18 : 46–51. Bibcode : 1980AsAer..18 ... 46G .Описано несколько сценариев развития промышленности в космосе. Один из сценариев предполагает производственный комплекс, укомплектованный экипажем из трех человек, полностью расположенный на поверхности Луны. Другой сценарий включает полностью автоматизированное производственное предприятие, удаленно контролируемое с земли, с возможностью периодических посещений ремонтных бригад. Третий случай связан с пилотируемым комплексом на Луне для управления ракетой-носителем для транспортировки лунных материалов к точке сбора в космосе и для копирования масс-двигателей.
  74. ^ Пирсон, Джером; Юджин Левин, Джон Олдсон и Гарри Уайкс (2005). Лунные космические лифты для Фазы I освоения окололунного космоса. Заключительный технический отчет (PDF).
  75. ^ "UH Mobile - Космические центры в UH Целевые следующие 50 лет исследований" .
  76. ^ «Criswell - Публикации и аннотации» . Архивировано из оригинала на 2010-06-22.
  77. ^ Дэвид Warmflash (29 марта 2017). «Излучение солнечной энергии с Луны может решить энергетический кризис Земли» . Wired.co.uk . Condé Nast . Проверено 27 февраля 2018 года .
  78. ^ https://web.archive.org/web/20100622143653/http://www.cam.uh.edu/SpaRC/ISRU%202p%20v1%20022007.pdf
  79. ^ https://web.archive.org/web/20120326081335/http://www.moonbase-italia.org/PAPERS/D1S2-MB%20Assessment/D2S2-06EnergySupport/D2S2-06EnergySupport.Criswell.pdf
  80. ^ "Концепция Luna Ring" .
  81. ^ «Производство солнечной энергии Луны,« КОЛЬЦО ЛУНЫ », концепция и технология» (PDF) . Японско-американская программа по науке, технологиям и космическим приложениям. 2009. Архивировано из оригинального (PDF) 08.12.2013.
  82. ^ Космические ресурсы, НАСА SP-509, Том 1.
  83. ^ «Поиск астероидных материалов» .
  84. ↑ Стивен Д. Кови (май 2011 г.). «Технологии захвата астероидов на околоземную орбиту» .
  85. Перейти ↑ Hanley., GM. . «Исследование по определению концептуальных спутниковых систем питания (SPS)» (PDF) . NASA CR 3317, Сент 1980 .
  86. ^ Интерпретация стандартов радиочастотного и микроволнового излучения общей промышленности (29 CFR 1910) 1910, подраздел G, Охрана труда и экологический контроль, 1910.97, Неионизирующее излучение.
  87. ^ 2081 Обнадеживающий взгляд на будущее человека, Джерард К. О'Нил , ISBN 0-671-24257-1 , стр. 182-183 
  88. Перейти ↑ Griffin, D. (1983). «Метод микроволновой антенны для измерения воздействия очков в металлической оправе на микроволны около глаз». 1983 г. Международный симпозиум Общества распространения радиоволн . 21 . С. 253–256. DOI : 10,1109 / APS.1983.1149129 .
  89. ^ a b Gupta, S .; Фуско, В.Ф. (1997). "Активный антенный приемник с автоматическим управлением лучом". 1997 Дайджест Международного симпозиума по микроволновой связи IEEE MTT-S . 2 . С. 599–602. DOI : 10.1109 / MWSYM.1997.602864 . ISBN 978-0-7803-3814-2. S2CID  21796252 .
  90. ^ "Эффекты луча" .
  91. ^ "Исследование оффшорной ректенны спутника солнечной энергии" (PDF) . Заключительный отчет Rice Univ . 1980. Bibcode : 1980ruht.reptT .....
  92. ^ Фриман, JW; и другие. (1980). «Возможности оффшорной ректенны». В НАСА, Вашингтон, Final Proc. Спутниковой программы солнечной энергии Rev. P 348-351 (SEE N82-22676 13-44) : 348. Bibcode : 1980spsp.nasa..348F . hdl : 2060/19820014867 .
  93. ^ «Споры разгораются по поводу космических планов солнечной энергетики» .
  94. ^ Презентация соответствующей технической информации с диаграммами: http://www.spacefuture.com/archive/conceptual_study_of_a_solar_power_s satellite_sps_2000.shtml
  95. ^ "История исследований по СПС" . Архивировано из оригинала на 2012-10-22.
  96. ^ Технико-экономическое обоснование архитектуры этапа 0 промежуточной оценки Управления по вопросам национальной безопасности, 10 октября 2007 г.
  97. ^ "И снова аргументы в пользу космической солнечной энергетики" . thespacereview.com. 28 ноября 2011 г.
  98. ^ Производство земной энергии на основе космической солнечной энергии: осуществимая концепция или фантазия? Дата: 14–16 мая 2007 г .; Расположение: Массачусетский технологический институт, Кембридж, Массачусетс
  99. ^ Список специальной сессии , Международный симпозиум IEEE по антеннам и распространению, 20 апреля 2010 г.
  100. ^ Mridul Chadha (10 ноября 2010), США, Индия космодромы на основе инициативы солнечной энергии , архивируются с оригинала на 31 июля 2012
  101. ^ "Sky's No Limit: космическая солнечная энергия, следующий важный шаг в стратегическом партнерстве между Индией и США? | Институт оборонных исследований и анализа" . www.idsa.in . Проверено 21 мая 2016 .
  102. ^ PTI (2 ноября 2012), "США, Китай предлагает пространство сотрудничества с Индией" , The Times Of India
  103. ^ "Использование космоса Земля-Луна: амбиции Китая после космической станции - Синьхуа | English.news.cn" . news.xinhuanet.com . Проверено 21 мая 2016 .
  104. ^ 宋 薇. «Использование космоса Земля-Луна: стремление Китая к космической станции - Китай - Chinadaily.com.cn» . www.chinadaily.com.cn . Проверено 21 мая 2016 .
  105. ^ Ларсон, Эрик JL; Портманн, Роберт В .; Розенлоф, Карен Х .; Фэйи, Дэвид В .; Дэниел, Джон С .; Росс, Мартин Н. (2017). «Глобальная реакция атмосферы на выбросы от предлагаемой многоразовой космической системы запуска» . Будущее Земли . 5 (1): 37–48. Bibcode : 2017EaFut ... 5 ... 37L . DOI : 10.1002 / 2016EF000399 .
  106. ^ 6-й симпозиум по космической солнечной энергии (SSPS) (онлайн) (4 декабря 2020 г.). «Энергетическая орбита» .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  107. ^ 26 -я сессия Азиатско-тихоокеанского регионального форума космических агентств (АТРФКА-26) (26 ноября 2019). "Система беспроводной передачи энергии со спутника на спутник для малой космической солнечной электростанции" .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  108. ↑ Лаборатория военно-морских исследований США по связям с общественностью (18 мая 2020 г.). «Лаборатория военно-морских исследований проводит первые испытания оборудования спутников на солнечной энергии на орбите» . www.navy.mil . Дата обращения 19 мая 2020 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  109. ^ Кеннеди, Роберт Дж .; Рой, Кеннет I .; Поля, Дэвид Э. (2013). «Дайсон Дотс: изменение солнечной постоянной на переменную с помощью фотоэлектрических световых парусов». Acta Astronautica . 82 (2): 225–37. Bibcode : 2013AcAau..82..225K . DOI : 10.1016 / j.actaastro.2012.10.022 .
  110. ^ http://www.lunarsolarpower.org/#!criswell/czxo
  111. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 10 июня 2016 года . Проверено 22 мая 2016 . CS1 maint: archived copy as title (link)
  112. ^ http://www.sspi.gatech.edu/welsom_isdc_reed.pdf Предложение Кевина Рида по QGSO (слайд 25)
  113. ^ http://www.spacefuture.com/power/sps2000.shtml
  114. ^ http://www.adl.gatech.edu/archives/adlp06100501.pdf
  115. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 01.07.2016 . Проверено 23 мая 2016 . CS1 maint: archived copy as title (link)
  116. ^ "Будет ли орбитальный летающий ковер освещать мир?" .
  117. ^ "Космическое управление штормом" . 17 апреля 2009 г.
  118. ^ http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?AD=ADA500916
  119. ^ Tzortzakis, Стелиос; Куайрон, Арно (26 февраля 2014 г.). «Волновод из горячего воздуха» . Физика . 7 : 21. Bibcode : 2014PhyOJ ... 7 ... 21C . DOI : 10.1103 / Physics.7.21 .
  120. ^ "События -" Долгоживущий атмосферный волновод после лазерных нитей " " . Phys.technion.ac.il . Проверено 23 мая 2016 .
  121. ^ http://www.nss.org/settlement/moon/library/1982-SelfReplicatingLunarFactory.pdf [ требуется полная ссылка ]
  122. ^ Льюис-Вебер, Джастин (2016). «Самовоспроизводящаяся солнечная фабрика на Луне». Новое пространство . 4 (1): 53–62. Bibcode : 2016NewSp ... 4 ... 53L . DOI : 10,1089 / space.2015.0041 .
  123. ^ "ARTEMIS Innovation" .
  124. ^ https://www.nasa.gov/pdf/716070main_Mankins_2011_PhI_SPS_Alpha.pdf
  125. ^ http://www.tethers.com/SpiderFab.html [ требуется полная ссылка ]
  126. ^ http://www.ulalaunch.com/uploads/docs/Published_Papers/Commercial_Space/SSP_12_15_sowers.pdf
  127. ^ http://www.startram.com/
  128. ^ https://thesis.library.caltech.edu/2405/
  129. ^ Бова, Бен (2006-10-31). Powersat . ISBN 0765348179.
  130. ^ https://www.youtube.com/watch?v=nEjPLHmFAM8 Подожди
  131. ^ https://www.youtube.com/watch?v=NQxfJzl2jkg Следующие 100 лет
  132. ^ https://www.youtube.com/watch?v=uxftPmpt7aA CIS-Lunar 1000

Внешние ссылки [ править ]

  • Европейское космическое агентство (ESA) - Advanced Concepts Team, Солнечная энергетика космического базирования
  • Уильям Манесс о том, почему альтернативная энергия и электросети не являются хорошими товарищами по играм, и его планах по распространению солнечной энергии из космоса. в Seed (журнал)
  • "Миру нужна энергия из космоса" Солнечные технологии, основанные на космосе, - ключ к мировому энергетическому и экологическому будущему, - пишет Питер Э. Глейзер , пионер этой технологии.
  • Reinventing the Solar Power Satellite » , NASA 2004-212743, отчет Джеффри А. Лэндиса из Исследовательского центра Гленна НАСА
  • Планы Японии по установке солнечной электростанции в космосе - японское правительство надеется собрать космическую солнечную батарею к 2040 году.
  • Space Energy, Inc. - Space Energy, Inc.
  • Что случилось со спутниками на солнечной энергии? Статья, в которой рассматриваются препятствия на пути развертывания спутника на солнечной энергии.
  • Спутник на солнечной энергии из лунных и астероидных материалов Содержит обзор технологических и политических разработок, необходимых для создания и использования мультигигаваттного энергетического спутника. Также дает некоторое представление об экономии затрат, достигаемой за счет использования внеземных материалов при строительстве спутника.
  • Возрождение космической солнечной энергии? Джефф Фуст, понедельник, 13 августа 2007 г. Сообщает о возобновлении институционального интереса к SSP и отсутствии такого интереса в последние десятилетия.
  • «Концептуальное исследование спутника солнечной энергии, SPS 2000» Макото Нагатомо, Сусуму Сасаки и Ёсихиро Наруо
  • Исследователи излучают "космическую" солнечную энергию на Гавайях ( Wired Science)
  • http://www.nss.org/settlement/ssp/library/index.htm  - Библиотека космической солнечной энергии Национального космического общества
  • Будущее энергетики зависит от спроса? Специальная сессия на фестивале delle Città Impresa 2010 с участием Джона Мэнкинса (Artemis Innovation Management Solutions LLC, США), Нобуюки Кая ( Университет Кобе , Япония), Серджио Гаррибба ( Министерство экономического развития , Италия), Лоренцо Фиори ( Finmeccanica Group, Италия) , Андреа Масса ( Университет Тренто , Италия) и Винченцо Гервазио ( Национальный совет экономики и Лаворо , Италия). Белая книга - История развития SPS Международный союз радионауки 2007
  • Международный конкурс дизайна SunSat
  • Имитация приема AM от антенны, питающей две индуктивные нагрузки и заряжающей аккумулятор.

Видео [ редактировать ]

  • Солнечная энергия из космоса 5-минутный видеоролик Европейского космического агентства о космических солнечных электростанциях
  • Powering the Planet 20-минутное потоковое видео с канала Futures Channel, в котором говорится о космической солнечной энергии "101".
  • Панель Space Solar Power NewSpace 2010, 72 минуты
  • Космическая солнечная энергия и космические энергетические системы SSI - Space Manufacturing 14 Panel - 2010 - 27 мин
  • DVD НАСА из 16 частей, исследующие новые рубежи для удовлетворения потребностей завтрашнего дня в энергии
  • Пресс-конференция по космической солнечной энергии 12 сентября 2008 г. (71 минута) [ необходимы разъяснения ] [ кто? ] Национальное космическое общество


[ [4] ] BBC / Lighthouse DEV Демонстрация безопасного для глаз лазерного излучения