Итак, вот они, 156 страниц в картонном переплете. На пожелтевшем от времени титульном листе - служебные пометки и интригующее название: "Система энергоснабжения Земли из космоса. Инженерная записка". В этом томике, изданном всего в трех экземплярах, - никогда не публиковавшиеся схемы, чертежи, расчеты, раскрывающие грандиозные замыслы советских конструкторов и ученых в начале 1990-х. Речь не только о космических электростанциях, но и о подготовке пилотируемого полета на Марс, создании промышленной базы на Луне... Реализация многих проектов могла бы принести большую пользу стране, поставить космонавтику на службу людям. Правда, некоторые направления с высоты сегодняшнего опыта представляются бесперспективными и даже ошибочными.
ЭТО ПУТЬ В ТУПИК
"В XXI веке, - подчеркивается в инженерной записке, - проблемы экологии станут главными в развитии цивилизации. Огромные выбросы в атмосферу производят электрические и тепловые станции. Их число будет стремительно увеличиваться. Это путь в тупик. Вот почему магистральное направление развития космонавтики - создание глобальной системы энергоснабжения Земли из космоса". Задачу не только сформулировали, но и достаточно подробно разработали три этапа создания этой системы.
Первый этап. 2000 - 2015 годы. Начинается размещение в космосе энергоисточников, мощность которых в перспективе должна составить 2 миллиарда киловатт. Для сравнения: это суммарная мощность 330 таких огромных гидроэлектростанций, как Красноярская ГЭС. Причем планка в 2 миллиарда киловатт должна быть установлена в том случае, если СССР будет заниматься проектом в одиночку. А при международном сотрудничестве мощность космической энергетики возрастает до 20 миллиардов киловатт. Уже на первом этапе должно начаться освещение, тепло- и электроснабжение труднодоступных районов Земли.
Часть энергии предлагалось передавать с Луны. Соответственно, необходимо создание транспортного конвейера на трассе Земля - Луна - Земля с грузопотоком 100 тонн в год, а также строительство постоянной Лунной базы с экипажем на первом этапе 10 человек. Самое удивительное: по расчетам получалось, что система окажется экономически эффективной. Общие затраты до 2015-го должны были составить 100 миллиардов рублей, а доходы (в ценах 1990 года) - 300 миллиардов. Чистая прибыль - 200 миллиардов.
Второй этап. 2015 - 2030 годы. Расширение глобальной энергосистемы. Уже треть электроснабжения в стране (или в группе государств при международном сотрудничестве) должна обеспечиваться из космоса. Расширение экипажа постоянной Лунной базы до 50 человек. Доходы - 600 миллиардов рублей, затраты - 200 миллиардов.
Третий этап. 2030 - 2045 годы. Дальнейшее расширение системы, которая должна взять на себя половину земных энергомощностей. Превращение Лунной базы в поселение, где будут работать 200 человек. Доходы - 1200 миллиардов рублей, затраты - 400 миллиардов. Значительный интерес представит освещение больших городов - Москвы, Санкт-Петербурга, Токио, Бостона, Вашингтона и других.
ПОЛЯРНАЯ НОЧЬ ОТМЕНЯЕТСЯ
Такова общая концепция. Но насколько реалистичными были те наполеоновские планы? Не отдает ли беспочвенной фантастикой получение колоссальной прибыли в отрасли, которая ни в одной стране пока не является безубыточной? С этих вопросов началась наша беседа с Виталием СЕМЕНОВЫМ, Главным конструктором Центра имени Келдыша. В 1989 - 1992 годах он был координатором работ при подготовке программы "Система энергоснабжения Земли из космоса".
- Виталий Феликсович, предложения, содержащиеся в Инженерной записке, базировались на конкретных расчетах или использовались прикидки, так сказать, на глазок? Ну вот, скажем, известно ли, какими должны быть размеры размещенных в космосе отражателей, чтобы освещать города на Земле?
- Разумеется, по каждому направлению были проведены достаточно подробные исследования и расчеты. Вы спрашиваете про космические отражатели. Вот как предлагалось освещать, например, приполярные города. Диаметр каждого размещаемого в космосе плоского отражателя - 200 метров. Масса - от 5 до 6,5 тонны. Высота солнечно-синхронной орбиты - 1700 километров.
При этом площадь освещаемого района составила бы примерно 230 квадратных километров (диаметр светового пятна - 17 километров). Один космический аппарат обеспечит при сплошной облачности уровень освещенности на уровне не менее 5 люксов. Что вполне приемлемо: видимость будет как обычным осенним сумрачным днем. А если облаков на небе не окажется, солнечный свет вообще зальет город.
Отражатель должен работать в течение полярной ночи, то есть с 1 ноября по 28 февраля. Ежесуточный график - с 8 до 16 часов местного времени. Для комплексной системы таких космических рефлекторов потребуется не менее ста. В 1991-м мы рассчитывали использовать ракету "Энергия", которая способна выводить на орбиту 100 тонн полезного груза, или носитель "Вулкан" (200 тонн). Стоимость изготовления "Энергии" (блоки первой ступени возвращаются после старта на Землю) составляла бы при выпуске небольшой серии 160 миллионов рублей. Всего потребовалось бы шесть запусков "Энергии" или три - "Вулкана".
Мы подсчитали, сколько стоит освещение приполярных городов и каковы расходы на создание космической системы. Оказалось, за 15 лет (столько составляет срок службы отражателей) система обеспечила бы немалую прибыль. Я уж не говорю о том, что подсветка с орбиты солнечным светом сельхозугодий поможет спасти посевы на больших площадях во время внезапных заморозков.
БЕЗ КОСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГЕТИКИ ЗЕМЛЮ НЕ СПАСТИ
- А как предлагалось перебрасывать из космоса на Землю колоссальные электрические потоки? И главное, нужно ли это землянам?
- Не просто нужно, а жизненно необходимо. В недалеком будущем это станет условием выживания человечества. К концу нынешнего века население Земли, по прогнозам, составит 10 миллиардов человек. При среднем потреблении энергии по первичным источникам на уровне 10 киловатт в расчете на одного жителя Земли наша планета окажется у опасного предела, равного 100 миллиардам киловатт. Большей тепловой нагрузки наша планета не выдержит. Надо иметь в виду, что половина энергии рассеивается в биосфере. Уже не первый год ученые многих стран работают над решением острейшей проблемы, как не допустить критического перегрева атмосферы.
Расчеты показывают: чтобы Земля не погибла, надо широко использовать возобновляемые источники энергии (солнечные батареи нового поколения, ветроустановки, приливные электростанции), начать массовое строительство АЭС, осуществить перевод транспорта на электродвигатели. Но даже при максимально широком развитии названных сфер все равно принятых мер будет недостаточно. Без масштабной космической энергетики, мощность которой к концу века должна достичь как минимум 9 миллиардов киловатт, спасти планету не удастся.
Теперь о технических решениях. Солнечные батареи, преобразующие лучи дневного светила в электричество, уже давно используются на орбитальных станциях и космических кораблях. За последние десятилетия техника ушла далеко вперед. Например, одно из объединений выпускает похожую на папиросную бумагу уникальную стальную ленту толщиной в сотые доли миллиметра. Когда на нее наносят почти невидимый микронный слой аморфного кремния, как раз и получается преобразующая солнечные лучи панель космической электростанции (КЭС). Для обеспечения мощности 6 тысяч киловатт потребуются две панели размером 500 на 500 метров. Такое полотно в космосе может развернуть и робот, и экипаж. Объединив подобные энергоустановки, можно получить космическую электростанцию мощностью 150 тысяч киловатт.
Получаемый на орбите постоянный ток будет преобразовываться в СВЧ-излучение. Далее через специальную антенну, поднятую на большую высоту, с помощью преобразователей излучение опять превратится в ток, который поступит в наземную подстанцию. Сотни больших космических электростанций могут обеспечить мощность 100 миллионов киловатт. Это почти половина того, что дают все российские электростанции. Важно подчеркнуть: строительство орбитальных КЭС обойдется, по расчетам, дешевле, чем сооружение наземных станций аналогичной мощности.
- Электричество будет передаваться на Землю также и с Луны?
- Нет, к сожалению, реализовать эту идею на нынешнем этапе развития науки и техники не представляется возможным из-за непомерно больших затрат. Предполагалось, что потоки СВЧ-излучения направятся с Луны к Земле через размещенные в космосе ретрансляторы. Возможно, когда-нибудь этот проект и будет осуществлен. Но пока не удалось, как рассчитывали разработчики, существенно снизить стоимость лунно-земной энергосистемы. Соответственно, по-другому надо рассматривать вопрос о лунных базах. Если они и будут создаваться, то для иных целей. Сегодня ясно: масштабы разработанных в начале 1990-х программ были, конечно же, чрезмерными. Но главная цель - начать индустриализацию космоса, использование космонавтики на благо жителей Земли - не вызывает сомнений.
ЗАТОПЛЕНИЕ "МИРА" БЫЛО БОЛЬШОЙ ОШИБКОЙ
- Помню, в конце 1980-х большие надежды в этом плане возлагались на орбитальную станцию четвертого поколения "Мир-2", которую хотели вывести на орбиту в 2000 или 2001 годах. Кто зарубил этот очень интересный проект, сулящий стране большие выгоды?
- Политики. Мало кто знает, но в конце 1980-х были созданы предпосылки для начала широкомасштабного производства в космосе биопрепаратов, обладающих особыми свойствами (биочипов для молекулярной электроники, высокоэффективных лекарств, в том числе для лечения опухолей, вирусных болезней, диабета), уникальных кристаллов, полупроводниковых материалов для сверхбольших и сверхскоростных интегральных схем, лазеров... В космических цехах планировалось начать большие работы. Приведу лишь несколько цифр.
С 1995-го по 2000-й объем космической биопродукции должен был возрасти с 230 миллионов рублей до 1,2 миллиарда в год. Планировалось также в 1999-м получить на орбите 3 тонны(!) монокристаллических слитков кремния диаметром 7,6-10 сантиметров и длиной 60-70 сантиметров. А еще 300 килограммов монокристаллов арсенида галлия, десятки килограммов теллурида кадмия, сульфида кадмия, окиси цинка... Экономический эффект мог составить многие миллиарды долларов.
Мы хотели запустить станцию нового поколения "Мир-2". Но неожиданно деньги на космическую тематику в новой России стали сокращать. Делать нечего - с властью не поспоришь, поэтому решили: пока, чтобы не терять темп, пристыковать к летавшей станции "Мир" новый базовый блок. Но и на этих планах пришлось поставить крест, так как в середине 1990-х наши государственные деятели договорились с американцами строить совместную Международную космическую станцию (МКС). А свой многомодульный орбитальный комплекс "Мир", оснащенный уникальным оборудованием стоимостью 10 миллиардов долларов, мы просто отправили на Землю, утопили в океане. На мой взгляд, это была большая ошибка.
- Международная космическая станция не оправдала надежд?
- Пока, думаю, нет. Не очень ясно, для чего нужна эта станция. Сегодня требуется не звездный дом "общего профиля", это уже пройденный этап, а специализированные орбитальные комплексы. Например, для производства биопрепаратов, материалов, для дистанционного зондирования Земли, ремонта спутников, для проведения летных испытаний различных конструкций и т.д. МКС во многих случаях просто не приспособлена для этого.
РОССИИ НУЖНА СОБСТВЕННАЯ КОСМИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ
- Многие специалисты, как и вы, считают, что России нужна собственная космическая станция нового поколения. Некоторые предлагают даже отделить российский сегмент от МКС и, наращивая его перспективными модулями, превратить в национальный орбитальный комплекс...
- Если отделить российский сегмент, то МКС не сможет существовать.
- Но нельзя теоретически исключить, что наши отношения с США могут перейти в "холодную войну"...
- Мне бы не хотелось рассматривать такой драматический сценарий. В любом случае считаю необходимым, чтобы страна, участвуя в проекте МКС, имела еще и свою собственную станцию. Основой ее мог бы стать после определенной модернизации модуль, который готовится сейчас для пристыковки к МКС. Конечно, международное сотрудничество в космической сфере следует развивать и далее, но так тесно и безальтернативно завязываться с зарубежными партнерами, как это происходит сейчас, - не в интересах России.
- Последний вопрос о советских планах пилотируемого полета на Марс. Мне рассказывали, что готовился такой проект. Это правда?
- 30 декабря 1988 года вышло постановление совета министров СССР N 1474 "О государственных научно-технических программах". В числе других правительство утвердило и программу "МАРС". Одна из целей - подготовка пилотируемой экспедиции на Красную планету. В программе это сформулировано так: "1992 - 2005 годы. Изучение технических возможностей осуществления пилотируемой экспедиции на Марс. Организация международной кооперации и начало работ по созданию технических средств пилотируемой экспедиции. Решение ее медико-биологических проблем". Но именно в 1992 году Советского Союза не стало...
15:06
Два Героя на волнах
