Председатель секции астронавтики ДОСААФ СССР Н. ВАРВАРОВ

Не случайно уже на заре цивилизации родилась легенда о Прометее, укравшем у богов огонь. Поиски источников энергии проходят через всю историю человечества.

Мировое производство энергии непрерывно растет, причем растет ускоряясь. Ученые подсчитали, что за время с 1860 года до наших дней оно увеличилось примерно в 20 раз, а за последующие 50 лет по сравнению с тем же 1860 годом увеличится в 150 раз.

При таком все возрастающем росте производства энергии мировые (земные) запасы ископаемого топлива могут быть истреблены за каких-нибудь 150 — 200 лет. Наши кладовые каменного угля и нефти быстро истощаются. И хотя атомный век уже начался, мы все еще далеки от широкого применения атомной энергии в народном хозяйстве.

Возникает необходимость изыскания новых способов получения энергии. В частности, ученые поставили вопрос об использовании энергии солнечного излучения.

Секундная энергия излучения Солнца составляет около 400 секстильонов (4·10²⁴) квт. Для получения такого количества энергии на Земле при современном уровне производства понадобилось бы свыше 100 млн. лет.

Предполагают, что плотность энергии солнечного излучения у поверхности нашего воздушного океана равна 1,4 квт на квадратный метр. Но до земной поверхности из-за рассеяния и поглощения солнечной энергии атмосферой доходит только 40%. Но и эти 40% — величина не малая. Однако до сих пор эта энергия непосредственно не используется.

Лишь относительно ничтожная доля солнечного лучистого потока преобразуется в энергию воды, ветра и химическую энергию растений. Человек получает энергию Солнца, что называется, «из вторых рук».

В прошлом работы, направленные на использование солнечной радиации, вели отдельные энтузиасты, ныне же большие группы специалистов и даже целые лаборатории. В СССР с 1939 года состоялось пять всесоюзных гелиотехнических конференций. В Энергетическом институте имени Г. М. Кржижановского Академии наук организована Лаборатория солнечной энергии во главе с профессором В. А. Баумом.

С запуском искусственных спутников Земли и первой искусственной планеты открылись перспективы развития и космической гелиоэнергетики.

Как известно, девять секций солнечной батареи, размещенных на поверхности корпуса третьего советского спутника Земли, обеспечивали электроэнергией коротковолновый радиопередатчик в течение весьма длительного времени.

Академик А. И. Берг указывает, что если построить космическую гелиоэлектростанцию из полупроводников, то с каждого квадратного метра облучаемой поверхности можно будет снимать полезную мощность в 100 вт.

Но преобразование солнечной энергии в электрическую может быть осуществлено не только с помощью полупроводниковых фотоэлектрических генераторов.

Известно, что если составить замкнутую цепь из двух металлов и один из спаев нагреть, оставляя другой холодным, то в такой цепи возникнет разность потенциалов — по проводнику потечет электрический ток. Явление получило название термоэлектрического эффекта, а приборы, основанные на нем, термоэлектрических генераторов.

В 1956 году Энергетическим институтом имени Г. М. Кржижановского был испытан солнечный термоэлектрогенератор. При разности температур горячих и холодных спаев в 400°С мощность генератора составляла 18,9 вт при напряжении в 21 в, а кпд равнялся 1,42%

Солнечные лучи в термоэлектрогенераторе собираются зеркалом, имеющим форму параболического цилиндра. Следящее за Солнцем устройство направляет кольцевое вогнутое зеркало навстречу потоку солнечного излучения. Солнечные лучи, концентрируясь на верхних спаях термоэлементов, расположенных в фокусе отражающего зеркала, нагревают их. Холодные же спаи заключены в охлаждаемый кожух. Чем больше разность температур между спаями, тем выше кпд. Поэтому желательно иметь температуру холодного спая возможно более низкой. В этом отношении наилучшие условия для термоэлектрогенератора, конечно, космическое пространство.

На другом принципе работает солнечная паровая машина. В ней концентрированным пучком солнечных лучей, отраженных от параболического зеркала, нагревается жидкость, находящаяся в котле. Пар, полученный в результате нагревания, вращает турбину, с которой связана динамо-машина, вырабатывающая электрический ток.

Установлено, что в земных условиях для получения мощности в 1 л. с. требуется гелиоустановка с зеркалом площадью 17 м². На спутнике же вследствие отсутствия атмосферы можно будет получить такую же мощность при диаметре зеркала примерно в 3 раза меньше.

Надо полагать, все указанные способы получения электроэнергии найдут свое применение в зависимости от назначения спутников и их размеров (см. вкладку VII).

Обязательное условие для всех установок состоит в том, чтобы поверхность приема солнечного излучения была строго перпендикулярна к потоку солнечных лучей. А это возможно только при наличии строго ориентированных спутников Земли. Сами же приемники солнечного излучения могут размещаться как на поверхности спутников, так и в стороне от них, то есть представлять «самостоятельные» спутники Земли.

С запуском первых космических ракет впервые вопрос источника энергии был перенесен за пределы земной атмосферы. Но это лишь первые робкие шаги к космической гелиоэнергетике.

Кто знает, быть может, со временем люди научатся передавать энергию на расстояние без проводов, подобно тому как осуществляют связь по радио? И тогда творческая мысль человека направит свои усилия на создание электростанций-спутников, которые, собирая расточаемое Солнцем тепло, направят его на Землю.