Космическая солнечная станция - реальность?

В научной фантастике часто встречается такая идея: огромные космические платформы улавливают энергию солнца, а затем передают ее на Землю. Эта идея очень интересна, и волнует сегодня не только писателей-фантастов, но и ученых. Специалисты из разных стран мира пришли к выводу, что сегодня человечество как никогда близко подошло к возможности создания космических солнечных электростанций (СКЭС). Их считают одним из перспективных путей решения наших земных энергетических проблем. Идея таких станций сформулирована давно. За прошедшее время она глубоко и всесторонне проработана учеными и инженерами многих стран. Было предложено много различных вариантов солнечных космических электростанций. Есть и общие, главные черты, имеющие принципиальный характер. В частности, в качестве наиболее подходящей орбиты выбрана геостационарная. Это круговая орбита в экваториальной плоскости Земли, удаленная от ее поверхности на расстояние около 36 тыс. км. Сегодня эта орбита успешно используется, например, для размещения спутников связи, типа "Экран".Важно, что за счет естественного наклона экваториальной плоскости Земли к плоскости эклиптики (с углом 23,5°) станция будет практически непрерывно освещена Солнцем. Лишь на короткое время (вблизи дней весеннего и осеннего равноденствия и с продолжительностью менее 1 % от общей продолжительности года) энергетический спутник попадет в тень Земли.
Установлено, что экономически оптимальная мощность солнечной космической электростанции лежит в пределах 5 ... 10 млн кВт. Для сравнения: мощности Братской и Красноярской ГЭС равны соответственно 4 и 6 млн кВт. Чтобы получить на орбите мощность в 5 млн кВт, необходимо иметь общую площадь солнечных панелей порядка 50 км2 .
Как же электрическую энергию, полученную на геостационарной орбите, передать на поверхность Земли? В принципе, таким же способом, каким сегодня передается информация с геостационарных спутников связи, то есть хорошо сфокусированным электромагнитным излучением в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ). Электромагнитное излучение с длиной волн 10 ... 12 см легко проходит через толщу атмосферы. Ему не страшны ни облачный покров, ни даже сравнительно интенсивные осадки.
Одна из проблем создания СКЭС — большие потери энергии при передаче. При передаче энергии на поверхность Земли будет потеряны, по крайней мере, 40-50 %. Сделать КПД, близким к единице возможно, если диаметр передающей антенны выбрать равным 1 км, а наземной приемной системы - порядка 7 ... 12 км. Передающая антенна станции должна содержать большое число генераторов СВЧ-энергии с единичной мощностью от сотен ватт до нескольких десятков киловатт. Специальный наземный комплекс осуществит обратное преобразование энергии подающего СВЧ-пучка в энергию постоянного или переменного тока.
Ключом к реализации данной идеи является низкая стоимость многоразовых ракет-носителей, которые могли бы доставить в космос груз в сотни тонн солнечных панелей и сопутствующих конструкций. По мнению ученых, в ближайшее время стоимость вывода груза на орбиту резко упадет, и первые СКЭС будут выведены в космос. В определенном смысле космос - идеальное место для создания больших инженерных сооружений. Именно здесь не проявляется сила тяжести, отсутствуют ветровые нагрузки, нет коррозии. Промышленные станции в космосе реальны в скором времени, когда стоимость их энергии сможет стать ниже прогнозируемой стоимости от других источников.
Надо отметить, что СКЭС является инструментом для управления климатом: сфокусированный микроволновый луч может влиять на штормы и уводить торнадо от густонаселенного побережья. Таким образом, только на фоне колоссальных убытков от стихийных бедствий, строительство СКЭС не кажется бессмысленной затеей. Кроме того, можно питать межпланетные станции и космические телескопы. Так же это может быть безопасной альтернативой ядерным реакторам на космическом корабле. Другой сектор, который может извлечь выгоду из них, будет космический туризм.