ประเภทของการออกแบบแผงโซลาร์เซลล์ในอวกาศ แผงโซลาร์เซลล์บนท้องฟ้า บนน้ำ และในอวกาศ

ไฟฟ้าเป็นทรัพยากรที่สำคัญและจำเป็นมากในยุคของเรา แหล่งที่มาของการผลิตมีความหลากหลายและมีขอบเขตการใช้งานที่กว้างขวาง อย่างไรก็ตามมีพื้นที่ในการใช้ไฟฟ้าซึ่งอยู่ไกลกว่าขอบโลกมาก - นี่คือพื้นที่ แหล่งกำเนิดไฟฟ้าในอวกาศคือแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

แนวคิดในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์นอกโลกปรากฏขึ้นเมื่อกว่าครึ่งศตวรรษที่ผ่านมาระหว่างการปล่อยดาวเทียมโลกเทียมครั้งแรก ในช่วงเวลานั้น ศาสตราจารย์นิโคไล สเตปาโนวิช ลิโดเรนโก ยืนยันถึงความจำเป็นและความเป็นไปได้ในการใช้แหล่งพลังงานที่ไม่มีที่สิ้นสุดบนยานอวกาศ

พลังงานประเภทนี้ได้มาจากโมดูลแสงอาทิตย์ อวกาศเองก็เป็นผู้ช่วยที่ดีในเรื่องนี้ตั้งแต่นั้นมา แสงอาทิตย์ซึ่งจำเป็นมากสำหรับกระบวนการสังเคราะห์แสงในแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งมีอยู่มากมายในอวกาศ และไม่มีการแทรกแซงการบริโภค

ข้อเสียของการใช้แผงโซลาร์เซลล์ในวงโคจรโลกต่ำอาจเป็นผลจากการแผ่รังสีบนวัสดุที่ใช้ทำแผ่นถ่ายภาพ ขอบคุณสิ่งนี้ อิทธิพลเชิงลบโครงสร้างเซลล์แสงอาทิตย์เปลี่ยนแปลงไปส่งผลให้การผลิตไฟฟ้าลดลง

ในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ทั่วโลก งานที่คล้ายกันนี้กำลังดำเนินการอยู่ - ปรับปรุงและลดความซับซ้อนของการผลิตไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์ ไม่เพียงแต่สำหรับใช้ในอวกาศเท่านั้น แต่ยังส่งลงสู่พื้นดินด้วย ไม่ใช่แค่ในระดับบ้านหรือเมืองแต่ละหลัง แต่ในระดับของโลกทั้งใบ

สาระสำคัญของงานนี้คือเพื่อทำความเข้าใจหลักการของการผลิตกระแสไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์และตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับการปรับปรุง ศึกษาความเป็นไปได้ของการใช้แผงโซลาร์เซลล์ในอวกาศ พิจารณาความสำเร็จสมัยใหม่ของโรงเรียนวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับปัญหานี้ ประกอบแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่บ้าน และทำการทดลองกับมัน

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์สามารถทำได้ที่บ้านโดยใช้โฟโตไดโอด

ด้วยการใช้แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ คุณสามารถประกอบวงจรที่ง่ายที่สุด โดยเปิด LED ซึ่งเป็นนาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์

การใช้แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์อุตสาหกรรมเพื่อสร้างโมเดล “Lunokhod 1”

แม้ว่าแผงโซลาร์เซลล์จะเป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานบนโลกและเป็นแหล่งพลังงานเพียงแห่งเดียวในอวกาศมาหลายปีแล้ว แต่ปัญหาหลายประการที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขยังคงอยู่ การรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลล์ที่ใช้แล้ว การสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในวงโคจร และวิธีการส่งไฟฟ้าจากอวกาศสู่โลกมีความเกี่ยวข้อง

ในความคิดของฉัน วัสดุที่มีแนวโน้มสำหรับการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์คือ สารประกอบอินทรีย์– สีย้อม

พนักงานของ Ural Federal University ซึ่งตั้งชื่อตามประธานาธิบดีคนแรกของรัสเซีย B. N. Yeltsin กำลังพัฒนาและสังเคราะห์สีย้อมอินทรีย์สำหรับแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ มีการเผยแพร่ผลงานจำนวนหนึ่งซึ่งแสดงให้เห็นถึงคำมั่นสัญญาของการศึกษาเหล่านี้ หลังจากตรวจสอบสีย้อมหลายชนิดแล้ว ฉันมองเห็นสีที่สว่างที่สุดเมื่อเรืองแสง (ของเหลวในเวลากลางวันและส่องสว่างด้วยไฟ LED สีฟ้า)

การใช้สีย้อมช่วยแก้ปัญหาการรีไซเคิลและการจัดส่งสู่อวกาศได้ในระดับหนึ่ง แต่ข้อเสียของทฤษฎีนี้คือวัสดุเหล่านี้สัมผัสกับพื้นที่ที่รุนแรงและมีประสิทธิภาพต่ำเมื่อเทียบกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอน

ฟิสิกส์เป็นวิทยาศาสตร์เชิงทดลองและต้องขอบคุณ โครงการนี้จะเห็นได้ง่ายว่าการปรับปรุงการเปลี่ยนแปลง พลังงานแสงอาทิตย์ในสาขาไฟฟ้าจำเป็นต้องศึกษาสีย้อมให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น

ถือ "รัสเซีย ระบบอวกาศ"(RKS ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ Roscosmos) ได้สร้างระบบป้องกันไฟฟ้าที่ทันสมัยสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ที่ผลิตในประเทศเรียบร้อยแล้ว การใช้งานดังกล่าวจะช่วยยืดอายุการจ่ายพลังงานของยานอวกาศได้อย่างมาก และจะทำให้แผงโซลาร์เซลล์ของรัสเซียเป็นหนึ่งในแผงโซลาร์เซลล์ที่ประหยัดพลังงานมากที่สุดในโลก . มีการรายงานการพัฒนาในข่าวประชาสัมพันธ์ที่ได้รับจากบรรณาธิการ

การออกแบบไดโอดใหม่ที่ใช้การจดสิทธิบัตร โซลูชั่นทางเทคนิคซึ่งทำให้ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ลักษณะการทำงานและเพิ่มความน่าเชื่อถือ ดังนั้นการใช้ฉนวนอิเล็กทริกหลายชั้นที่พัฒนาขึ้นเป็นพิเศษของคริสตัลทำให้ไดโอดสามารถทนต่อแรงดันย้อนกลับได้สูงถึง 1.1 กิโลโวลต์ ด้วยเหตุนี้ ไดโอดป้องกันรุ่นใหม่จึงสามารถใช้กับตัวแปลงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (PVC) ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดที่มีอยู่ได้ ก่อนหน้านี้ เมื่อไดโอดไม่เสถียรจนถึงแรงดันย้อนกลับสูง จำเป็นต้องเลือกตัวอย่างที่ไม่มีประสิทธิภาพมากที่สุด

เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของไดโอด RKS ได้สร้างบัสสวิตชิ่งแบบหลายชั้นใหม่สำหรับไดโอดที่ใช้โมลิบดีนัม ซึ่งทำให้ไดโอดสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้มากกว่า 700 ครั้ง การช็อกความร้อนเป็นสถานการณ์ปกติสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ในอวกาศ เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงมากกว่า 300 องศาเซลเซียสในเวลาไม่กี่นาทีระหว่างการเปลี่ยนจากส่วนที่ส่องสว่างของวงโคจรไปยังส่วนที่แรเงาของโลก ส่วนประกอบมาตรฐานของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ภาคพื้นดินไม่สามารถทนต่อสิ่งนี้ได้ และอายุการใช้งานของแบตเตอรี่อวกาศนั้นส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยจำนวนการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิฉับพลันที่แบตเตอรี่สามารถอยู่รอดได้

อายุการใช้งานของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ของยานอวกาศที่ติดตั้งไดโอดใหม่จะเพิ่มขึ้นเป็น 15.5 ปี ไดโอดสามารถเก็บไว้บนโลกได้อีก 5 ปี ดังนั้นระยะเวลาการรับประกันรวมสำหรับไดโอดรุ่นใหม่คือ 20.5 ปี ความน่าเชื่อถือสูงของอุปกรณ์ได้รับการยืนยันโดยการทดสอบอายุการใช้งานโดยอิสระในระหว่างที่ไดโอดทนทานต่อรอบความร้อนมากกว่าเจ็ดพันรอบ เทคโนโลยีการผลิตแบบกลุ่มที่ได้รับการพิสูจน์แล้วทำให้ RKS สามารถผลิตไดโอดรุ่นใหม่ได้มากกว่า 15,000 ตัวต่อปี โดยมีกำหนดการส่งมอบในปี 2560

เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดใหม่จะทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส ได้ถึง 700 องศา และจะสามารถทำงานในอวกาศได้นานกว่า 15 ปี

แผงเซลล์แสงอาทิตย์สำหรับพื้นที่ประกอบด้วยโฟโตอิเล็กทริคคอนเวอร์เตอร์ (PVC) ขนาด 25x50 มม. พื้นที่แผงโซลาร์เซลล์สามารถเข้าถึงได้ถึง 100 ตารางเมตร(สำหรับสถานีโคจร) จึงอาจมีเซลล์แสงอาทิตย์จำนวนมากในระบบเดียวได้ FEP ถูกจัดเรียงเป็นโซ่ แต่ละสายโซ่เรียกว่า "สตริง" ในอวกาศ เซลล์แสงอาทิตย์แต่ละเซลล์จะได้รับความเสียหายเป็นระยะจากรังสีคอสมิก และหากไม่มีการป้องกันใด ๆ แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดซึ่งมีตัวแปลงที่ได้รับผลกระทบอาจทำงานล้มเหลว

พื้นฐานของระบบป้องกันแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ประกอบด้วยไดโอด - อุปกรณ์ขนาดเล็กที่ติดตั้งพร้อมเซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ตกไปในที่ร่มบางส่วนหรือทั้งหมด เซลล์แสงอาทิตย์แทนที่จะจ่ายกระแสให้กับแบตเตอรี่จะเริ่มใช้แบตเตอรี่ - แรงดันย้อนกลับจะไหลผ่านเซลล์แสงอาทิตย์ เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น จึงมีการติดตั้งไดโอดแยกในแต่ละเซลล์ PV และติดตั้งไดโอดปิดกั้นไว้ที่ “สตริง” แต่ละอัน ยิ่งเซลล์แสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพมากเท่าใด กระแสไฟฟ้าก็จะมากขึ้นเท่านั้น เมื่อแผงโซลาร์เซลล์เข้าสู่เงาโลกก็จะยิ่งมีแรงดันย้อนกลับมากขึ้น

หากไดโอดแบ่งไม่ "ดึง" แรงดันย้อนกลับสูงกว่าค่าที่กำหนด เซลล์แสงอาทิตย์จะต้องถูกทำให้มีประสิทธิภาพน้อยลง เพื่อให้กระแสการชาร์จไปข้างหน้าของแบตเตอรี่และกระแสย้อนกลับของการคายประจุที่ไม่ต้องการมีน้อยที่สุด เมื่อเวลาผ่านไปภายใต้อิทธิพลของปัจจัยที่ไม่มั่นคง นอกโลกเซลล์แสงอาทิตย์แต่ละเซลล์หรือ "สตริง" ล้มเหลวทันที องค์ประกอบดังกล่าวจะถูกตัดออกโดยไม่ส่งผลกระทบต่อเซลล์แสงอาทิตย์และ "สตริง" อื่น ๆ ที่ทำงานอยู่ ซึ่งช่วยให้ตัวแปลงที่เหลือซึ่งยังคงทำงานอยู่สามารถทำงานต่อไปได้ ดังนั้นประสิทธิภาพการใช้พลังงานและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์จึงขึ้นอยู่กับคุณภาพของไดโอด

ในสหภาพโซเวียตมีการใช้ไดโอดปิดกั้นกับแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เท่านั้น หากเซลล์แสงอาทิตย์ตัวใดตัวหนึ่งทำงานผิดปกติพวกเขาจะปิดวงจรตัวแปลงทั้งหมดทันที ด้วยเหตุนี้การเสื่อมสภาพของแผงโซลาร์เซลล์บนดาวเทียมโซเวียตจึงเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและไม่ได้ผลนานนัก สิ่งนี้บังคับให้เราสร้างและเปิดตัวอุปกรณ์เพื่อทดแทนบ่อยขึ้น ซึ่งมีราคาแพงมาก ตั้งแต่ปี 1990 เมื่อสร้างยานอวกาศในประเทศก็เริ่มมีการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ที่ผลิตจากต่างประเทศซึ่งซื้อมาประกอบกับไดโอด เป็นไปได้ที่จะพลิกสถานการณ์เฉพาะในศตวรรษที่ 21 เท่านั้น

ในปี พ.ศ. 2488 ได้รับข้อมูลข่าวกรองเกี่ยวกับการใช้อุปกรณ์สื่อสารทางวิทยุในกองทัพสหรัฐฯ สิ่งนี้ถูกรายงานไปยัง I.V. สตาลินซึ่งจัดให้มีการออกพระราชกฤษฎีกาเกี่ยวกับการจัดเตรียมทันที กองทัพโซเวียตโดยทางวิทยุสื่อสาร สถาบัน Elemental Electro-Galvanic ถูกสร้างขึ้น ต่อมาเรียกว่า "ควอนตัม" ในช่วงเวลาสั้น ๆ ทีมงานของสถาบันสามารถสร้างแหล่งข้อมูลปัจจุบันที่จำเป็นสำหรับการสื่อสารทางวิทยุได้

Nikolai Stepanovich Lidorenko เป็นหัวหน้าองค์กรวิจัยและการผลิต (SPE) "Kvant" ตั้งแต่ปี 1950 ถึง 1984

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2493 สถาบันได้สร้างระบบผลิตไฟฟ้าสำหรับโครงการเบอร์คุต สาระสำคัญของโครงการคือการสร้างระบบป้องกันขีปนาวุธสำหรับมอสโกโดยใช้ขีปนาวุธต่อต้านอากาศยาน เอ็นเอส Lidorenko ถูกเรียกตัวไปยังคณะกรรมการหลักคนที่สามภายใต้คณะรัฐมนตรี และเขาถูกขอให้เป็นผู้นำงานในหัวข้อนี้ ซึ่งเป็นความลับในเวลานั้น จำเป็นต้องสร้างระบบจ่ายไฟฟ้า การติดตั้งต่อต้านอากาศยานและตัวจรวดเองก็กำลังบินอยู่ การใช้อุปกรณ์สร้างจรวดที่ใช้อิเล็กโทรไลต์กรดแบบธรรมดาในจรวดเป็นไปไม่ได้ เอ็นเอส Lidorenko มอบหมายงานในการพัฒนาแหล่งกระแสไฟฟ้าด้วยอิเล็กโทรไลต์เกลือ (ไม่มีน้ำ) เกลือที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ถูกบรรจุในรูปแบบแห้ง ในระหว่างการปล่อยจรวด ชนวนภายในแบตเตอรี่ถูกกระตุ้นในเวลาที่เหมาะสม ความร้อนละลายเกลือ และหลังจากนั้นก็เกิดเท่านั้น ไฟฟ้า. หลักการนี้ใช้ในระบบ S-25

ในปี 1950 ถึง N.S. Lidorenko ได้รับการติดต่อจาก Sergei Pavlovich Korolev ซึ่งทำงานเกี่ยวกับจรวด R-2 การบินของจรวดหลายขั้นกลายเป็นการบินที่ซับซ้อน กระบวนการทางเทคโนโลยี. นำทีมโดย N.S. Lidorenko ซึ่งเป็นระบบจ่ายไฟอัตโนมัติถูกสร้างขึ้นสำหรับจรวด R-2 และต่อมาสำหรับจรวด R-5 รุ่นต่อไป จำเป็นต้องมีอุปกรณ์จ่ายไฟกำลังสูง: จำเป็นต้องจ่ายพลังงานไม่เพียง แต่ให้กับวงจรไฟฟ้าของจรวดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงประจุนิวเคลียร์ด้วย เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ควรใช้แบตเตอรี่ความร้อน

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2498 การก่อสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์ K-3 Leninsky Komsomol เริ่มขึ้น นี่เป็นการตอบโต้แบบบังคับต่อการว่าจ้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์ของอเมริกา Nautilus ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2498 แบตเตอรี่กลายเป็นจุดเชื่อมต่อที่มีช่องโหว่มากที่สุดแห่งหนึ่ง เนื่องจากแหล่งที่มาของปัจจุบัน N.S. Lidorenko เสนอให้ใช้องค์ประกอบที่มีพื้นฐานมาจากเงินและสังกะสี ความจุพลังงานของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น 5 เท่า ทำให้อุปกรณ์สามารถจ่ายกระแสไฟได้ประมาณ 40,000 แอมแปร์/ชั่วโมง โดยมีพลังงาน 1 ล้านจูลในลำแสง สองปีต่อมา Leninsky Komsomol ออกมา หน้าที่การต่อสู้. แสดงให้เห็นถึงความน่าเชื่อถือและประสิทธิผลของสิ่งที่สร้างขึ้นภายใต้การนำของ N.S. อุปกรณ์แบตเตอรี่ Lidorenko ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าอุปกรณ์ในอเมริกาถึง 3 เท่า

ขั้นต่อไปของ N.S. Lidorenko กำลังพัฒนาแบตเตอรี่ไฟฟ้าสำหรับตอร์ปิโด ความยากลำบากคือความต้องการแหล่งพลังงานอิสระที่มีปริมาณน้อย แต่ก็สามารถเอาชนะได้สำเร็จ

สถานที่พิเศษถูกครอบครองโดยงานสร้าง Korolev "เจ็ด" ที่มีชื่อเสียง - จรวด R-7 จุดเริ่มต้นในการทำงานขนาดใหญ่เกี่ยวกับขีปนาวุธคือมติของคณะรัฐมนตรีของสหภาพโซเวียตลงวันที่ 13 พฤษภาคม พ.ศ. 2489 ซึ่งลงนามโดย I.V. สตาลิน ทุกวันนี้ นักข่าวบางคนพยายามอธิบายความสนใจที่ผู้นำประเทศของเราจ่ายให้กับโครงการอวกาศ โดยเน้นไปที่ผลประโยชน์ทางทหารเป็นหลัก สิ่งนี้ยังห่างไกลจากความจริง ดังที่เห็นได้จากเอกสารสารคดีที่มีอยู่ในเวลานั้น แม้ว่าแน่นอนว่าจะมีข้อยกเว้นอยู่ก็ตาม ดังนั้น N.S. ครุสชอฟอ่านบันทึกของ S.P. ด้วยความไม่เชื่อหลายครั้ง Korolev แต่ถูกบังคับให้แก้ไขปัญหาอย่างจริงจังหลังจากที่ประธาน KGB รายงานเกี่ยวกับการปล่อยจรวด American Red Stone ที่ไม่ประสบความสำเร็จ ซึ่งตามมาด้วยว่าเครื่องจักรของอเมริกาสามารถส่งดาวเทียมขนาดประมาณส้มขึ้นสู่วงโคจรได้ แต่สำหรับ Korolev เอง มันสำคัญกว่ามากที่จรวด R-7 สามารถบินไปในอวกาศได้

เมื่อวันที่ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2500 ดาวเทียมโลกเทียมดวงแรกของโลกได้เปิดตัวได้สำเร็จ ระบบอัตโนมัติแหล่งจ่ายไฟของดาวเทียมได้รับการพัฒนาโดย N.S. ลิโดเรนโก.

ดาวเทียมโซเวียตดวงที่สองถูกส่งขึ้นสู่อวกาศโดยมีสุนัขไลกาอยู่บนเรือ ระบบที่สร้างขึ้นภายใต้การนำของ N.S. Lidorenko มอบฟังก์ชันที่สำคัญบนดาวเทียมด้วยแหล่งที่มาปัจจุบันที่หลากหลายซึ่งมีวัตถุประสงค์และการออกแบบที่หลากหลาย

ในช่วงเวลานี้ N.S. Lidorenko เข้าใจถึงความเป็นไปได้ของการใช้แหล่งพลังงานใหม่ที่ไม่มีที่สิ้นสุดในเวลานั้น - แสงแดด. พลังงานแสงอาทิตย์ถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยใช้โฟโตเซลล์ที่ใช้เซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอน ในเวลานั้น วัฏจักรของงานพื้นฐานทางฟิสิกส์เสร็จสมบูรณ์ และมีการค้นพบโฟโตเซลล์ (โฟโตคอนเวอร์เตอร์) ซึ่งทำงานบนหลักการของการแปลงรังสีโฟตอนจากแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบ

เป็นแหล่งนี้ - แผงโซลาร์เซลล์ - ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักและแทบไม่สิ้นสุดสำหรับดาวเทียมโลกเทียมแห่งที่สามของโซเวียต - ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์วงโคจรอัตโนมัติที่มีน้ำหนักประมาณหนึ่งตันครึ่ง

การเตรียมการสำหรับการบินของมนุษย์ครั้งแรกสู่อวกาศได้เริ่มขึ้นแล้ว คืนนอนไม่หลับ ทำงานหนักหลายชั่วโมง... และวันนี้ก็มาถึง เรียกคืน N.S. Lidorenko: “ เพียงหนึ่งวันก่อนการเปิดตัวของ Gagarin ที่สภาหัวหน้านักออกแบบปัญหากำลังได้รับการตัดสินใจ... พวกเขาเงียบ Korolev:“ เอาล่ะอีกครั้งคุณมีความคิดเห็นอย่างไร” ผู้ชมเงียบอีกครั้ง “ ดังนั้น ฉันถ่ายปัสสาวะเป็นสัญญาณแสดงความยินยอม” โคโรเลฟลงนาม และเราทุกคนลงนามสิบสองลายเซ็นที่ด้านหลัง และกาการินก็บิน…”

หนึ่งเดือนก่อนการบินของกาการิน - 4 มีนาคม 2504 - เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ที่มีหัวรบของขีปนาวุธเชิงกลยุทธ์ถูกสกัดกั้น แหล่งพลังงานสำหรับอุปกรณ์ประเภทใหม่โดยพื้นฐาน - ขีปนาวุธต่อต้านขีปนาวุธ V-1000 - เป็นแบตเตอรี่ที่สร้างขึ้นโดยสมาคม Kvant

ในปี พ.ศ. 2504 งานก็เริ่มสร้างยานอวกาศระดับเซนิตด้วย ระบบที่ซับซ้อนแหล่งจ่ายไฟเดียวจากบล็อกขนาดใหญ่ซึ่งรวมถึงแบตเตอรี่ตั้งแต่ 20 ถึง 50 ก้อน

เพื่อตอบสนองต่อเหตุการณ์เมื่อวันที่ 12 เมษายน พ.ศ. 2504 ประธานาธิบดีจอห์น เคนเนดี้ ของสหรัฐอเมริกากล่าวว่า "รัสเซียเปิดทำการในทศวรรษนี้ เราจะปิดมัน" เขาประกาศความตั้งใจที่จะส่งมนุษย์ไปดวงจันทร์

สหรัฐอเมริกาเริ่มคิดอย่างจริงจังเกี่ยวกับการวางอาวุธในอวกาศ ในช่วงต้นทศวรรษที่ 60 กองทัพและนักการเมืองอเมริกันได้วางแผนที่จะเสริมกำลังทหารบนดวงจันทร์ - สถานที่ในอุดมคติสำหรับฐานบัญชาการและฐานขีปนาวุธของทหาร จากคำพูดของสแตนลีย์ การ์ดเนอร์ ผู้บัญชาการกองทัพอากาศสหรัฐ: “ในอีกสองหรือสามทศวรรษ ดวงจันทร์ซึ่งมีความสำคัญทางเศรษฐกิจ เทคนิค และการทหาร ในสายตาของเราจะมีคุณค่าไม่น้อยไปกว่าพื้นที่สำคัญบางแห่งบนโลกสำหรับ การปะทะทางทหารหลักเกิดขึ้นเพื่อประโยชน์ในการครอบครอง”

นักฟิสิกส์ Zh. Alferov ได้ทำการศึกษาหลายชุดเกี่ยวกับคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ที่มีโครงสร้างต่างกัน - ผลึกที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งเกิดจากการสะสมของส่วนประกอบต่าง ๆ ทีละชั้นเป็นชั้นอะตอมเดียว

เอ็นเอส Lidorenko ตัดสินใจนำทฤษฎีนี้ไปใช้ในการทดลองและเทคนิคขนาดใหญ่ทันที บนยานอวกาศอัตโนมัติของโซเวียต - Lunokhod - เป็นครั้งแรกในโลกที่มีการติดตั้งแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่ทำงานด้วยแกลเลียมอาร์เซไนด์และสามารถทนต่อ อุณหภูมิสูงมากกว่า 140-150 องศาเซลเซียส มีการติดตั้งแบตเตอรี่ไว้ที่ฝาบานพับของ Lunokhod เมื่อวันที่ 17 พฤศจิกายน พ.ศ. 2513 เวลา 07.20 น. ตามเวลามอสโก Lunokhod-1 ได้สัมผัสพื้นผิวดวงจันทร์ ได้รับคำสั่งจากศูนย์ควบคุมการบินให้เปิดแผงโซลาร์เซลล์ เป็นเวลานานไม่มีการตอบสนองจากแผงโซลาร์เซลล์ แต่แล้วสัญญาณก็ผ่านไป และแผงโซลาร์เซลล์ก็ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ตลอดการทำงานของอุปกรณ์ ในวันแรก Lunokhod เดินทาง 197 เมตรในวินาที - แล้วหนึ่งกิโลเมตรครึ่ง... หลังจาก 4 เดือนในวันที่ 12 เมษายนความยากลำบากก็เกิดขึ้น: Lunokhod ตกลงไปในปล่องภูเขาไฟ... ในท้ายที่สุดก็มีความเสี่ยง ตัดสินใจแล้ว - ปิดฝาด้วยแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์และต่อสู้ทางของเราอย่างสุ่มสี่สุ่มห้า แต่ความเสี่ยงก็หมดลง

ในเวลาเดียวกัน ทีมงาน Kvant ได้แก้ไขปัญหาในการสร้างระบบควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำซึ่งเพิ่มความน่าเชื่อถือ ซึ่งทำให้อุณหภูมิห้องเบี่ยงเบนได้ไม่เกิน 0.05 องศา การติดตั้งทำงานได้สำเร็จในสุสานของ V.I. เลนินมานานกว่า 40 ปี กลายเป็นที่ต้องการในหลายประเทศ

ขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในกิจกรรมของ N.S. Lidorenko คือการสร้างระบบจ่ายไฟสำหรับสถานีโคจรที่มีคนขับ ในปี พ.ศ. 2516 สถานีแรกในบรรดาสถานีเหล่านี้ คือ สถานีซัลยุต ซึ่งมีปีกแผงโซลาร์เซลล์ขนาดมหึมา ได้ถูกปล่อยขึ้นสู่วงโคจร นี่เป็นความสำเร็จทางเทคนิคที่สำคัญของผู้เชี่ยวชาญของ Kvant เซลล์แสงอาทิตย์ประกอบด้วยแผงแกลเลียมอาร์เซไนด์ ในระหว่างการทำงานของสถานีในด้านที่มีแสงแดดส่องถึงของโลก ไฟฟ้าส่วนเกินจะถูกถ่ายโอนไปยังแบตเตอรี่ไฟฟ้า และโครงการนี้ให้พลังงานที่ไม่มีวันหมดแก่ยานอวกาศ

สำเร็จและ งานที่มีประสิทธิภาพแผงโซลาร์เซลล์และระบบจ่ายไฟตามการใช้งานที่อวกาศ สถานีมีร์ และยานอวกาศอื่น ๆ ยืนยันความถูกต้องของกลยุทธ์การพัฒนาพลังงานในอวกาศที่เสนอโดย N.S. ลิโดเรนโก.

ในปี 1982 ทีมขององค์กรวิจัยและการผลิต "Kvant" ได้รับรางวัล Order of Lenin สำหรับการสร้างระบบพลังงานอวกาศ

สร้างโดยทีมงาน Kvant นำโดย N.S. Lidorenko แหล่งจ่ายไฟให้พลังงานแก่ระบบทหารและอวกาศเกือบทั้งหมดในประเทศของเรา การพัฒนาของทีมนี้เรียกว่าระบบไหลเวียนของอาวุธในประเทศ

ในปี 1984 Nikolai Stepanovich ออกจากตำแหน่งหัวหน้านักออกแบบของ NPO Kvant เขาออกจากกิจการที่เจริญรุ่งเรืองซึ่งเรียกว่า "จักรวรรดิ Lidorenko"

เอ็นเอส Lidorenko ตัดสินใจกลับไปสู่วิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐาน เพื่อเป็นแนวทางหนึ่ง เขาจึงตัดสินใจใช้ของเขา วิธีการใหม่ประยุกต์ใช้แก้ปัญหาการแปลงพลังงาน จุดเริ่มต้นคือความจริงที่ว่ามนุษยชาติเรียนรู้ที่จะใช้พลังงานเพียง 40% ที่สร้างขึ้น มีแนวทางใหม่ที่เพิ่มความหวังในการเพิ่มประสิทธิภาพของอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าได้ 50% ขึ้นไป หนึ่งในแนวคิดหลักของ N.S. Lidorenko คือความเป็นไปได้และความจำเป็นในการค้นหาแหล่งพลังงานพื้นฐานพื้นฐานใหม่

แหล่งที่มาของวัสดุ: เนื้อหานี้รวบรวมบนพื้นฐานของข้อมูลที่ตีพิมพ์ซ้ำแล้วซ้ำอีกในสิ่งพิมพ์รวมถึงบนพื้นฐานของภาพยนตร์เรื่อง "Trap for the Sun" (กำกับโดย A. Vorobyov ออกอากาศเมื่อวันที่ 19 เมษายน 2539)

การดำเนินงานที่ประสบความสำเร็จและมีประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์และระบบจ่ายพลังงานยานอวกาศตามการใช้งานเป็นการยืนยันความถูกต้องของกลยุทธ์ในการพัฒนาพลังงานอวกาศที่เสนอโดย N.S. ลิโดเรนโก.

กว่าหกสิบปีที่แล้ว ยุคของพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้งานได้จริงได้เริ่มต้นขึ้น ในปี 1954 นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันสามคนได้แนะนำให้โลกรู้จักกับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนตัวแรก โอกาสในการได้รับไฟฟ้าฟรีเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและเป็นผู้นำ ศูนย์วิทยาศาสตร์ทั่วโลกเริ่มดำเนินการสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ “ผู้บริโภค” กลุ่มแรกของแผงโซลาร์เซลล์คืออุตสาหกรรมอวกาศ ที่นี่เหมือนกับที่อื่นตรงที่แหล่งพลังงานหมุนเวียนมีความจำเป็น เนื่องจากแบตเตอรี่บนดาวเทียมที่ใช้ทรัพยากรหมดอย่างรวดเร็ว

และเพียงสี่ปีต่อมา แผงโซลาร์เซลล์ในอวกาศก็เริ่มทำหน้าที่อย่างไม่มีกำหนด ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2501 สหรัฐอเมริกาได้เปิดตัวดาวเทียมพร้อมแผงโซลาร์เซลล์บนเรือ ไม่ถึงสองเดือนต่อมา ในวันที่ 15 พฤษภาคม พ.ศ. 2501 สหภาพโซเวียตได้ส่งสปุตนิก 3 ขึ้นสู่วงโคจรรูปวงรีรอบโลกโดยมีแผงโซลาร์เซลล์อยู่บนเรือ

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศแห่งแรกในอวกาศ

แผงโซลาร์เซลล์ซิลิคอนถูกติดตั้งที่ด้านล่างและจมูกของสปุตนิก 3 ข้อตกลงนี้ทำให้สามารถรับไฟฟ้าเพิ่มเติมได้เกือบอย่างต่อเนื่อง โดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งของดาวเทียมในวงโคจรที่สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์

ดาวเทียมประดิษฐ์ดวงที่สาม แผงโซลาร์เซลล์มองเห็นได้ชัดเจน

แบตเตอรี่บนเครื่องบินหมดอายุการใช้งานภายใน 20 วัน และในวันที่ 3 มิถุนายน พ.ศ. 2501 อุปกรณ์ส่วนใหญ่ที่ติดตั้งบนดาวเทียมก็ถูกตัดพลังงาน อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์สำหรับศึกษาการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ เครื่องส่งวิทยุที่ส่งข้อมูลที่ได้รับลงภาคพื้นดิน และสัญญาณวิทยุยังคงทำงานต่อไป หลังจากที่แบตเตอรี่ออนบอร์ดหมด อุปกรณ์เหล่านี้ได้รับพลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์โดยสมบูรณ์ สัญญาณวิทยุทำงานเกือบจนกระทั่งดาวเทียมถูกเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศของโลกในปี 1960

การพัฒนาพลังงานแสงในอวกาศภายในประเทศ

นักออกแบบคำนึงถึงการจ่ายไฟสำหรับยานอวกาศแม้ในขั้นตอนการออกแบบยานปล่อยยานลำแรกๆ ท้ายที่สุดแล้ว ไม่สามารถเปลี่ยนแบตเตอรี่ในอวกาศได้ ซึ่งหมายความว่าอายุการใช้งานของยานอวกาศจะถูกกำหนดโดยความจุของแบตเตอรี่ที่อยู่บนเครื่องบินเท่านั้น ดาวเทียมโลกเทียมดวงแรกและดวงที่สองติดตั้งเฉพาะแบตเตอรี่ในตัวเท่านั้น ซึ่งหมดลงหลังจากใช้งานได้ไม่กี่สัปดาห์ เริ่มต้นด้วยดาวเทียมดวงที่สาม ยานอวกาศที่ตามมาทั้งหมดได้รับการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์

ผู้พัฒนาและผู้ผลิตโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศหลักคือองค์กรวิจัยและผลิต Kvant แผงโซลาร์เซลล์ Kvant ได้รับการติดตั้งบนยานอวกาศในประเทศเกือบทั้งหมด ในตอนแรกจะเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอน พลังของพวกเขาถูกจำกัดด้วยขนาดและน้ำหนักที่กำหนด แต่แล้วนักวิทยาศาสตร์ของ Kvant ก็พัฒนาและผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ตัวแรกของโลกโดยใช้เซมิคอนดักเตอร์ชนิดใหม่ - แกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs)

นอกจากนี้ยังมีการผลิตแผงฮีเลียมใหม่ทั้งหมดซึ่งไม่มีระบบอะนาล็อกในโลก ผลิตภัณฑ์ใหม่นี้เป็นแผงฮีเลียมที่มีประสิทธิภาพสูงบนพื้นผิวที่มีโครงสร้างตาข่ายหรือเชือก

แผงฮีเลียมพร้อมแผ่นรองตาข่ายและเชือก

แผงซิลิคอนฮีเลียมที่มีความไวแบบสองทิศทางได้รับการออกแบบและผลิตโดยเฉพาะสำหรับการติดตั้งบนยานอวกาศที่มีวงโคจรต่ำ ตัวอย่างเช่นสำหรับส่วนรัสเซียของสถานีอวกาศนานาชาติ (ยานอวกาศ Zvezda) มีการผลิตแผงที่ใช้ซิลิคอนซึ่งมีความไวแบบสองทิศทางและพื้นที่ของแผงเดียวคือ 72 ตารางเมตร

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ของยานอวกาศ Zvezda

เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีความยืดหยุ่นซึ่งมีลักษณะความถ่วงจำเพาะที่ดีเยี่ยมยังได้รับการพัฒนาโดยใช้ซิลิคอนอสัณฐานและนำไปผลิตด้วยน้ำหนักเพียง 400 กรัม/ตร.ม. แบตเตอรี่เหล่านี้ผลิตกระแสไฟฟ้าโดยมีตัวบ่งชี้ที่ 220 วัตต์/กก.

แบตเตอรี่เจลที่ยืดหยุ่นได้จากซิลิคอนอสัณฐาน

เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ จึงมีการวิจัยและทดสอบภาคพื้นดินอย่างกว้างขวางเพื่อเปิดเผยผลกระทบด้านลบของ Big Space บนแผงฮีเลียม ทำให้สามารถเดินหน้าไปสู่การผลิตแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์สำหรับยานอวกาศประเภทต่างๆ ได้ภายในกำหนดเวลา งานที่ใช้งานอยู่มากถึง 15 ปี

ยานอวกาศภารกิจวีนัส

ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2508 ยานอวกาศสองลำ เวเนรา 2 และเวเนรา 3 ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศโดยใช้เวลาห่างกันสี่วันไปยังดาวศุกร์ ซึ่งเป็นเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดของเรา เหล่านี้เป็นยานสำรวจอวกาศสองลำที่เหมือนกันทุกประการโดยภารกิจหลักคือการลงจอดบนดาวศุกร์ ยานอวกาศทั้งสองลำติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ที่ใช้แกลเลียมอาร์เซไนด์ ซึ่งเคยพิสูจน์ตัวเองแล้วในยานอวกาศใกล้โลกก่อนหน้านี้ ในระหว่างการบิน อุปกรณ์ทั้งหมดของโพรบทั้งสองทำงานอย่างต่อเนื่อง มีการดำเนินการสื่อสาร 26 ครั้งกับสถานี Venera-2 และ 63 ครั้งกับสถานี Venera-3 ดังนั้นความน่าเชื่อถือสูงสุดของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ประเภทนี้จึงได้รับการยืนยัน

เนื่องจากความล้มเหลวในอุปกรณ์ควบคุม การสื่อสารกับ Venera 2 จึงขาดหายไป แต่สถานี Venera 3 ยังคงดำเนินต่อไป เมื่อปลายเดือนธันวาคม พ.ศ. 2508 ตามคำสั่งจากโลก วิถีโคจรได้รับการแก้ไข และในวันที่ 1 มีนาคม พ.ศ. 2509 สถานีก็ไปถึงดาวศุกร์

ข้อมูลที่ได้รับจากการบินของทั้งสองสถานีถูกนำมาพิจารณาในการเตรียมภารกิจใหม่และในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2510 สถานีอัตโนมัติแห่งใหม่ Venera-4 ได้เปิดตัวสู่ดาวศุกร์ เช่นเดียวกับสองรุ่นก่อน มีการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์แกลเลียมอาร์เซไนด์ซึ่งมีพื้นที่รวม 2.4 ตร.ม. แบตเตอรี่เหล่านี้รองรับการทำงานของอุปกรณ์เกือบทั้งหมด

สถานี "เวเนรา-4" ด้านล่างเป็นโมดูลการสืบเชื้อสาย

เมื่อวันที่ 18 ตุลาคม พ.ศ. 2510 หลังจากที่โมดูลสืบเชื้อสายแยกออกจากกันและเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ สถานียังคงทำงานต่อไปในวงโคจร รวมทั้งทำหน้าที่เป็นตัวถ่ายทอดสัญญาณจากเครื่องส่งสัญญาณวิทยุของยานที่กำลังสืบเชื้อสายมายังโลก

ยานอวกาศของภารกิจลูน่า

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้แกลเลียมอาร์เซไนด์ ได้แก่ Lunokhod-1 และ Lunokhod-2 แผงโซลาร์เซลล์ของอุปกรณ์ทั้งสองติดตั้งบนฝาครอบแบบบานพับและให้บริการอย่างซื่อสัตย์ตลอดระยะเวลาการทำงานทั้งหมด ยิ่งไปกว่านั้น ใน Lunokhod-1 ซึ่งเป็นโปรแกรมและทรัพยากรที่ได้รับการออกแบบสำหรับการใช้งานหนึ่งเดือน แบตเตอรี่ใช้งานได้นานสามเดือน ซึ่งนานกว่าที่วางแผนไว้สามเท่า

ลูโนคอด-2 ทำงานบนพื้นผิวดวงจันทร์เป็นเวลากว่าสี่เดือน ครอบคลุมระยะทาง 37 กิโลเมตร มันยังคงสามารถทำงานได้หากอุปกรณ์ไม่ร้อนเกินไป อุปกรณ์ตกลงไปในปล่องภูเขาไฟที่มีดินร่วน ฉันลื่นไถลอยู่นาน แต่สุดท้ายฉันก็สามารถเข้าเกียร์ถอยหลังได้ เมื่อเขาปีนออกจากหลุม มีดินจำนวนเล็กน้อยตกลงมาบนฝาครอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์ เพื่อรักษาสิ่งที่ได้รับ ระบอบการปกครองความร้อนเอนกาย แผงเซลล์แสงอาทิตย์ในเวลากลางคืนพวกเขานั่งอยู่บนฝาด้านบนของช่องฮาร์ดแวร์ หลังจากออกจากปล่องภูเขาไฟและปิดฝา ดินจากนั้นก็ตกลงไปในช่องฮาร์ดแวร์ กลายเป็นฉนวนความร้อนชนิดหนึ่ง ในระหว่างวันอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเกินร้อยองศา อุปกรณ์ไม่สามารถยืนได้และล้มเหลว

แผงโซลาร์เซลล์สมัยใหม่ที่ผลิตโดยใช้นาโนเทคโนโลยีล่าสุดโดยใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ใหม่ ทำให้สามารถบรรลุประสิทธิภาพได้สูงสุดถึง 35% โดยมีน้ำหนักลดลงอย่างมาก และแผงฮีเลียมใหม่เหล่านี้ให้บริการอย่างซื่อสัตย์บนอุปกรณ์ทั้งหมดที่ส่งทั้งไปยังวงโคจรใกล้โลกและในห้วงอวกาศ

เราจะวาง CSP ไว้ที่ไหน? เป็นไปได้มากที่สุดที่ สสจ. ในวงโคจรอื่นๆ คุณจะต้องติดตั้งเครื่องรับทั่วโลกหรือพกแบตเตอรี่ติดตัวไปด้วย

ตอนนี้เราอย่าเพิ่งเพ้อฝัน แต่มาดูความเป็นไปได้ที่มีอยู่กันดีกว่า

ยานปล่อยอังการาจากคอสโมโดรมเพลเซตสค์จะส่งน้ำหนัก 3-4 ตันไปยังวงโคจรค้างฟ้า คุณสามารถใส่อะไรลงไปได้บ้าง? แผงโซลาร์เซลล์ประมาณ 100 ตร.ม. ด้วยการมุ่งเน้นไปที่ดวงอาทิตย์อย่างต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพ 20 เปอร์เซ็นต์ คุณสามารถบีบกำลังไฟฟ้าออกมาได้ 300 วัตต์ต่อตารางเมตร สมมติว่าพวกมันลดลง 5% ต่อปี (ฉันหวังว่าจะไม่แปลกใจเลยที่แผงโซลาร์เซลล์ในอวกาศจะเสื่อมโทรมลงจากรังสี อุกกาบาตขนาดเล็ก ฯลฯ)
ลองนับดู: (100*300*24*365*20)/2=2,628,000,000 Wh.
เพื่อให้เข้าใจถึงปัญหาทั้งหมด ปล่อยให้เมกะวัตต์เหล่านี้มาถึงโลกโดยไม่สูญเสีย พลังนั้นน่าประทับใจ แต่ถ้าเราไม่ได้บินไปไหนล่ะ น้ำมันก๊าดมีอยู่ 300 ตัน น้ำมันก๊าดเกือบจะเป็นน้ำมันเบนซิน เขาตั้งสมมติฐานอีกอย่างหนึ่งและใช้เครื่องกำเนิดแก๊สธรรมดา (200KW ต่อ 50 ลิตรต่อชั่วโมง)
200000*300000/50=1,200,000,000 วัตต์ชั่วโมง
จะเกิดอะไรขึ้น: เราระบายน้ำมันเบนซินออกจากจรวดและได้รับกำลังไปครึ่งหนึ่งแล้ว
อีกครึ่งหนึ่งของจรวดถูกครอบครองโดยออกซิเจนเหลว ฉันต้องการคำนวณการทำความเย็นและการทำให้เป็นของเหลวผ่านความจุความร้อน แต่แล้วฉันก็เจอราคาบนอินเทอร์เน็ตที่ 8,200 รูเบิลต่อตันของออกซิเจนเหลว เนื่องจากราคาต้นทุนเป็นค่าไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว (ให้กิโลวัตต์เป็น 2 รูเบิล):
300*8200*1000/2= 1,230,000,000 วัตต์ชั่วโมง
อุ๊ย ครึ่งหลังแล้ว ประสิทธิภาพ 0% แล้ว เรายังไม่ได้นับจรวดเลย

แต่เราจะประดิษฐ์เครื่องยิง payload บางชนิดขึ้นสู่วงโคจร

นั่นคือ เราจะสื่อสารพลังงานจลน์ไปยังแผงหน้าปัดในรูปแบบ 10 กม./วินาที:
3,000*10,000 2/2 = 150000000000 เจ = 41,700,000 วัตต์-ชั่วโมง
ดูเหมือนว่าจะมีประสิทธิภาพถึง 5,000% แต่มีปัญหาบางประการ:
- ไม่น่าเป็นไปได้ที่จะโยนวัตถุให้สูงพอ ดังนั้นส่วนหนึ่งของมวลและพลังงานจะต้องถูกใช้เพื่อเอาชนะชั้นบรรยากาศ
- ทุกสิ่งที่ถูกเหวี่ยงออกจากโลกตามกฎของขีปนาวุธจะกลับมาสู่โลกนั่นคืออีกส่วนหนึ่งของมวลจะไปสู่การเพิ่มขึ้นของ perigee
ปล่อยให้การป้องกันความร้อนตัน ลองคำนวณการเปลี่ยนแปลงวงโคจร:
ΔV=ราก((3.986ּ10 14 /42000000)(1+2*6000000/(6000000+42000000)))=3441 เมตร/วินาที
เครื่องยนต์ที่ดีที่สุดให้แรงกระตุ้น 4,500 ลองใช้สูตรของ Tsiolkovsky:
M สุดท้าย =2000/exp(4500/3500)=572 กก
ลองใช้เครื่องยนต์จรวดไฟฟ้า แรงกระตุ้นมากกว่า 10 เท่า และเรามีแผงใช่ แต่ด้วยพลังที่มีอยู่ของแผง แรงขับจะเป็นมิลลินิวตัน และการเปลี่ยนแปลงจะใช้เวลาหลายปี และเรามีเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมงก่อนเครื่องลง
ผลลัพธ์: ลบเครื่องยนต์, รถถัง, โอเวอร์โหลด - คงจะดีถ้าเราได้ปริมาณเท่ากัน

มายกแผงบนลิฟต์กันเถอะ

โดยรวมถือว่าไม่เลว หากคุณเพียงแค่เพิ่มภาระให้สูงขึ้นเราจะคำนวณการเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์:
3000*9.81*36000000/3600 = 294,300,000 วัตต์-ชั่วโมง
จะสื่อสารกับสินค้าได้อย่างไร? ตัวเลือกการส่งไฟฟ้า:
- โดยลิฟต์นั่นเอง ไม่ใช่เรื่องยากที่จะจินตนาการถึงความสูญเสียและมวลของตัวนำที่มีความยาว 36,000 กม. ฉันหวังว่าฉันจะสร้างลิฟต์ด้วยตัวเอง
- โดยเลเซอร์ – ลบส่วนสำคัญของมวลเพื่อการเปลี่ยนแปลง
- จัดส่งแผงตามจำนวนที่กำหนดด้วยวิธีดั้งเดิม จากนั้นยกส่วนที่เหลือขึ้นบนเชือกฟรี สำหรับพลังงานหนึ่งเมกะวัตต์คุณต้องมีแผงขนาด 3 กม. 2 ในกรณีนี้ จะต้องใช้เวลาสองสัปดาห์ในการยกน้ำหนักบรรทุก เหล่านั้น. เราจะเพิ่มเมกะวัตต์เท่าเดิมในหนึ่งปี

ปัญหาอื่น ๆ

การใช้แผงแผงหลายกิโลเมตรและประสิทธิภาพในการรับพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศอย่างอิสระ ผู้เขียนที่หายากบอกว่าพวกเขาจะวางแผงไปทางดวงอาทิตย์อย่างไร GSO นั้นอยู่กับที่เมื่อเทียบกับโลกเท่านั้น ดังนั้นเราจึงต้องมีกลไกและเชื้อเพลิง
เรายังต้องการผู้เปลี่ยนใจเลื่อมใส ผู้พิทักษ์ และผู้รับบนโลกด้วย มีผู้บริโภคใกล้เส้นศูนย์สูตรจำนวนมากหรือไม่? สายไฟฟ้าแรงสูงทะลุครึ่งลูก หากทั้งหมดนี้คูณด้วยความน่าจะเป็นที่ไม่ 100% ในการทำงานให้สำเร็จ คำถามคือ ใครสามารถทำได้บ้าง

ข้อสรุป:

- ด้วยเทคโนโลยีที่มีอยู่ การสร้างสถานีพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศจึงไม่เกิดประโยชน์
- แม้ว่าคุณจะยกทุกอย่างขึ้นบนลิฟต์อวกาศ แต่เมื่อการก่อสร้างเสร็จสิ้น คำถามก็จะเกิดขึ้นเมื่อจะกำจัดแผงที่ชำรุดอย่างไร
- คุณสามารถนำดาวเคราะห์น้อยมายังโลกและสร้างแผงจากมันได้ มีบางอย่างบอกฉันว่าเมื่อเราทำเช่นนี้ได้ ก็ไม่จำเป็นต้องส่งพลังงานมายังโลกอีกต่อไป

อย่างไรก็ตามไม่มีควันหากไม่มีไฟ และภายใต้เจตนาที่ดูเหมือนสงบ อาจมีเจตนาที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง
ตัวอย่างเช่น การสร้างสถานีอวกาศต่อสู้นั้นง่ายกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่ามาก:
- วงโคจรสามารถและควรเลือกให้ต่ำกว่า
- ไม่จำเป็นต้องกดปุ่มผู้รับ 100%
- เวลาสั้นมากจากการกดปุ่มเริ่มต้นจนถึงการกดปุ่มเป้าหมาย
- ไม่มีมลพิษในพื้นที่

เหล่านี้คือข้อสรุป การคำนวณอาจมีข้อผิดพลาด ตามปกติฉันขอเชิญชวนผู้อ่านให้แก้ไข