Идея развития снабжения планеты экологически чистой энергией из космоса рассчитана не на столетия, а навсегда
Группа российских ученых и инженеров предложила принципиально новое решение проблемы мировой энергетики. Выдвинутая ими идея выглядит фантастической, но она вынашивается давно, а реальность ее осуществления подкреплена скрупулезными расчетами. Об этом и не только — в интервью, которое провел корреспондент ИТАР-ТАСС, опубликованном в журнале «Эхо планеты».
Идея заключается в том, чтобы освещать и согревать Землю космическими объектами. А точнее — астероидами. Это возможно, хотя, конечно, не просто, не дешево и не быстро.
Суть предлагаемого проекта следующая: из материала астероидов определенным образом создаются огромные платформы с металлическими зеркалами, направляющими на нашу планету излучение Солнца. Причем в таком количестве, которое позволяет решить проблему энергоснабжения современной цивилизации. Решить навсегда, насколько мы в состоянии предвидеть наше будущее.
Идея обоснована авторитетными специалистами по ядерным и космическим технологиям и по климату на нашей планете во главе с академиком РАН Юлием Израэлем. Обозреватель попросил прокомментировать проект одного из авторов — Григория Лиознова, специалиста по исследованию и разработке ядерных ракетных двигателей и энергетических установок.
— Григорий Лазаревич, речь идет, судя по всему, о колоссальной по масштабам идее. Что нового?
— Изначально наше предложение состояло в том, чтобы при сближении с Землей астероида космическими ракетами направлять к нему ядерные заряды и взрывами у поверхности космического объекта переводить на околоземную орбиту. Смысл идеи был не только в том, чтобы сбить объект с курса, следуя которому астероид мог стать опасным для Земли, хотя и это может оказаться важным. Основной целью было и остается заставить те малые небесные тела, которые летят на расстоянии от нашей планеты, доступном для современной техники (а это миллионы километров), послужить человеку. Послужить, быть может, в самой актуальной области — решить задачу, перед которой стоят сейчас жители Земли: надежно обеспечить себя светом, теплом и энергией. Так мы думали изначально.
А новое… Есть две новости — прямо по анекдоту — одна хорошая, одна плохая. С какой начать?
— С плохой.
— Не буду перечислять вам столбцы цифр и фактов, приводимые в научной литературе. Возьмите хотя бы последнюю книгу американских специалистов Дениса Медоуза, Донеллы Медоуз и Йоргена Рандерса, которая вышла совсем недавно. Она называется «Пределы роста. 30 лет спустя». Авторы констатируют, что угрозы для жителей Земли (демографическая, экологическая, энергетическая, продовольственная) устрашающе возросли в последнее время. Глобальная катастрофа, которая не так давно была еще за горизонтом и лишь прогнозировалась, фактически уже началась.
Теперь давайте про хорошее. Хорошая новость по сравнению со временем, когда в конце ХХ века возникла первоначальная идея (она принадлежала одному из членов нашей группы инженеру Александру Росновскому, специалисту по ядерным ракетным двигателям), состоит в том, что в последнее время стремительно растет число обнаруженных астероидов. Внимание к ним увеличилось после того, как была осознана их опасность для Земли. Явно больше стали реально изучать параметры и структуры малых космических тел. А чем больше о них известно, тем легче выбрать пригодные для наших целей. Другое дело, что нам нужно еще больше развивать эти исследования.
Суть в том, что для создания солнечной космической электростанции нам не подходит абсолютное большинство астероидов — не годятся силикатные, оливиновые, пироксеновые и углеродные. Мы ищем совершенно определенные. Они составляют всего 5 процентов от общего количества космических объектов, достижимых средствами современной техники.
Конкретнее, для снабжения Земли энергией «годятся» только железо-никелевые космические тела размером от 150 до 250 метров с массой до нескольких десятков миллионов тонн.
— Современные ракеты могут перевезти лишь десятки тонн. Как направить миллионы тонн, движущиеся в космосе вокруг Солнца, на околоземную орбиту? И сколько времени понадобится?
— Давайте по порядку. К астероиду запускаются ракеты «космос—космос» с ядерными зарядами. Их взрывы испаряют верхние слои его поверхности. Мощный поток испарений астероидного материала есть не что иное, как реактивная струя, толкающая космический объект в определенном направлении. Астероид превращается в своего рода ракету и переходит — после серии обстрелов — на околоземную орбиту. Теперь это летающий вокруг Земли огромный кусок металла — смесь железа и никеля. Он разбивается специально произведенным взрывом на части величиной 10—20 метров и массой по нескольку тысяч тонн, что доступно для современной космической техники.
Каждая из частей доставляется с помощью специальных транспортных аппаратов — межорбитальных буксиров — к космическим производственным станциям, которые с помощью электронных, лазерных или концентрированных солнечных пучков обработают куски астероида, превращая их в конструктивные элементы платформ и, самое главное, в металлическую фольгу — основу отражающей поверхности зеркал. Возможны разные варианты таких технологий. Их называют вакуумными. Дальше при помощи космических буксиров подготовленные элементы доставляются к местам сборки, и космические монтажники и сборщики создают платформы с фасеточными зеркалами (зеркала должны быть такими, чтобы освещенность от них напоминала отраженный свет Луны — иначе можно испугать земных животных).
— До 2020 года вблизи Земли появятся три астероида. Есть среди них пригодные для ваших целей?
— Эти три малых космических объекта отмечены потому, что они нужного размера. Но мы пока не знаем, окажутся ли они железо-никелевыми. Таковым является только, как я уже сказал, каждый примерно двадцатый из астероидов.
— Получается, надо заняться ловлей редкого зверя. А наши нужды в свете, тепле и энергии подождут? А что если не удастся встретить подходящий астероид в течение десятилетий? Да и потом, сколько нужно «подходящих», чтобы обеспечить земные нужды в энергии? По грубому подсчету, необходим на ближайшие 100—150 лет примерно десяток астероидов. Значит, реализация идеи рассчитана на столетия?
— Идея развития снабжения Земли экологически чистой энергией из космоса рассчитана не на столетия, а навсегда. Общее прогнозируемое астрономами количество астероидов подходящего размера составляет до 70 тысяч. Значит, железо-никелевых — до 3500. Это немало. Сначала надо потратить лет десять на поиски нужного астероида, потом примерно столько же времени его тащить к Земле и только потом начать серийное производство платформ, которое займет два-три десятилетия. Итого на поиск и превращение первого астероида в космическую энергосистему в виде нескольких десятков платформ-отражателей, состоящих из большого числа управляемых зеркал, уйдет около 50 лет.
Более 20 лет назад начался процесс разоружения. От него остался нерастраченным огромный энергетический потенциал ядерных зарядов. Заряд эквивалентен более чем полутора миллиардам тонн лучшего ракетного топлива. Этого достаточно, по нашим оценкам, для доставки к Земле 5—7 астероидов. Иными словами, в проекте главную роль играют ядерные заряды, используемые в мирных, благородных целях.
— Одним ударом вы убиваете не двух, а сразу четырех зайцев? То есть вы предложили методологию даже не двойного, а четверного назначения, поскольку оборачиваете ядерную военную технику мирной стороной. Одновременно обеспечиваете Землю экологически чистой энергией и защищаете ее от опасных космических объектов. Такие амбициозные изобретения и открытия имеют, конечно, общечеловеческое значение.
— В 1992 году Конференция ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро предложила сделать основной целью человечества на XXI век устойчивое развитие, то есть удовлетворение потребностей нынешнего поколения без ущерба для будущих поколений. Одна из главных задач устойчивого развития — реконструкция мировой энергетики. Что имеется в виду? Широкое применение так называемых возобновляемых источников энергии. Наиболее экологически приемлемой и практически неисчерпаемой является солнечная энергия.
Другое дело, что ее применение затруднено низкой плотностью солнечного потока у Земли, к тому же неравномерного по широтам, непостоянного в течение года и суток и зависящего от погоды. А в околоземном космическом пространстве плотность потока солнечной энергии в среднем почти в шесть раз выше, чем на Земле.
Американский инженер П. Глейзер еще 40 лет назад предложил идею солнечной космической электростанции с фотобатареями, передающей энергию с геостационарной орбиты на Землю сверхвысокочастотным лучом.
С тех пор как П. Глейзер сделал свое предложение, за рубежом появилось немало новых идей. Разрабатывается ряд подобных проектов и в других странах, их регулярно обсуждают на международных конференциях, выходит специальный журнал «Space Power». В Японии уже изучается возможность демонстрации принципов солнечной космической электростанции в космосе. Мы проанализировали основные идеи и пришли к выводу, что, во всяком случае, известные нам предложения по созданию солнечных космических электростанций дорогостоящи. У них есть серьезные недостатки технического, экономического и экологического характера, не исключая и военную опасность. Предполагаю, что за рубежом ведутся работы в направлении использования военно-космической техники для добычи солнечной энергии, но знаю, что в США, например, публикации на эту тему запрещены. У нас сейчас на удивление открытая страна…
— Что нужно сейчас для практической реализации проекта?
— Начать разрабатывать средства доставки к астероидам ядерных зарядов. Эти разработки могут быть удешевлены и ускорены путем использования научно-технического задела по оружию высокой точности. Затем надо провести экспериментальные ядерные взрывы вблизи 3—4 из выбранных космических объектов, чтобы отработать комплекс средств наведения, перехвата и перемещения астероидов.
Развернуть автоматизированную наземную и орбитальную системы астероидного мониторинга, создать астероидный патруль. Его задача заключается в том, чтобы парировать неизбежные ошибки или неожиданности.
Я привел только малую часть из множества необходимых операций. Подчеркну главное: направляя отражатели солнечной космической электростанции на города, сельскохозяйственные угодья, промысловые зоны океанов и морей, мы решим многие социально-экономические и экологические проблемы устойчивого развития уже после освоения первого астероида. Не говоря уж о последующих. Предварительный анализ дает основания надеяться, что уже в начале создания солнечной космической электростанции может быть реализована возможность управления большими (сотни квадратных километров) хозяйственно преобразованными комплексами флоры и фауны — биоценозами, что улучшит продуктивность и экологичность агротехнологий, снизит потери урожая и поможет восстановить рыбные запасы океанов.
По мере доставки следующих астероидов и увеличения платформ будет обеспечено освещение районов катастроф, крупных городов, оптимизация сроков сева и уборки сельхозкультур, интенсификация роста лесов.
Разумеется, взрывное использование ядерной энергии приемлемо лишь на первоначальной, «варварской» стадии, когда КПД составляет единицы процентов, но, как показывает история техники, эта стадия неизбежна. Задача в том, чтобы пройти ее в минимальный срок с максимальной пользой. Ядерные взрывы удовлетворяют, по крайней мере, двум условиям: обеспечивают быстрое освоение ресурсов Солнечной системы, что с лихвой покроет затраты и потери, и стимулируют разработку более совершенных методов перемещения в космосе масс в миллионы тонн. Я рассказал лишь о начальном этапе реализации проекта.
— Создается впечатление, что ваша идея может быть реализована только на международном уровне.
— Да, и именно поэтому мы просим о государственной всесторонней экспертизе. Такая экспертиза дала бы возможность руководству страны вынести эту программу, которая может, по нашим расчетам, потребовать 4—5 триллионов долларов, на уровень международного обсуждения.
