Оружие на орбите. США могут вооружить X-37B "солнечной" пушкой

20289

Коллаж © LIFE. Фото © Wikipedia

Post cover

10 лет полётов и с два десятка секретных миссий. К своему юбилею секретный беспилотник подходит с новой задачей: "собрать" энергию Солнца и передать её на Землю.

То, что не смогла "Спираль"

Американцы хорошо подумали над тем, где и как можно применить новейший орбитальный ракетоплан. В СССР эти задачи должен был выполнять орбитальный самолёт системы "Спираль", однако ничего путного из советского космического оружия не вышло. В США при поддержке Минобороны и NASA удалось построить мини-шаттл, который конструктивно и визуально действительно напоминает многоразовые космические челноки. До сих пор миссии X-37B были исключительно военными — их назначение, место и время старта, а также тип выводимой на орбиту нагрузки тщательно скрывались.

X-37B стал первым беспилотником, провисевшим на орбите 717 суток — почти два года. Однако в новую эпоху космоплан входит с уникальным экспериментом, равных которому в современной истории ещё не было. Сразу три ведомства — лаборатория ВВС, ВМС США и Агентство перспективных исследований (DARPA) — собираются провести в космосе испытания "солнечного передатчика" — устройства, которое накапливает электромагнитное излучение от Солнца, перерабатывает его в электроэнергию и отправляет на Землю. И, хотя заявляются исключительно исследовательские задачи, совершенно очевидно, что надежда на боевое применение такой технологии сохраняется.

Где-то мы это уже видели

В 1942 году свет увидел уникальный (во всех смыслах) рассказ писателя-фантаста Айзека Азимова под названием "Логика" ("Причина" в оригинальном переводе). По сюжету два инженера с Земли были переброшены на космическую станцию, снабжавшую Землю электроэнергией. В качестве источника энергии уже тогда рассматривалось Солнце, с которого через специальное устройство собирались электромагнитные волны. По задумке Азимова, электромагнитные волны преобразовывались в микроволновое излучение и затем, словно по гигантскому тоннелю, передавались на приёмную станцию на Земле, а уже оттуда — жителям планеты, которые использовали электричество по своему усмотрению.

Кадр из фильма "В осаде — 2: Тёмная территория" / Kinopoisk

Кадр из фильма "В осаде — 2: Тёмная территория" / Kinopoisk

Эту идею (правда, в слегка упрощённом варианте) повторили сценаристы фильма "В осаде — 2: Тёмная территория" со Стивеном Сигалом. И в оригинальном рассказе Азимова, и в голливудском боевике середины 90-х главной опасностью такой технологии стало её неконтролируемое применение. В книге Айзека Азимова это могло привести к выжиганию огромной территории и расплавлению реактора космической станции, а в художественном фильме "луч смерти" применили по прямому назначению и пустили в ход против неугодных, причём за деньги. Кандидат технических наук, аспирант факультета физики и энергетики Университета Мэдисона в Висконсине Илья Коган пояснил, что новая космическая миссия беспилотника X-37В в определённом смысле похожа на попытку создать такую технологию.

Космическая солнечная энергия — это проект, которым физики занимаются с 60-х годов. Добиться серьёзных успехов в этом направлении пока не удалось, и даже NASA свернуло проекты SunTower и SERT, которые предполагали строительство такой "сборочной станции" на орбите. Там речь шла о передаче электрической энергии, собранной с помощью солнечных панелей, но всё упиралось в массу необходимого оборудования на орбите. Если грубо прикинуть, то не меньше 50 тысяч тонн оборудования нужно было доставлять в космос

Илья Коган

Аспирант факультета физики и энергетики Университета Мэдисона в Висконсине

"Луч смерти"

Исследования по сбору космической энергии ведутся в Японии, Китае и России, однако только США вышли на практический, экспериментальный уровень отработки этой технологии. Следующая миссия X-37B предназначена как раз для того, чтобы понять, как на самом деле работает микроволновой (пусть и примитивный) механизм передачи энергии из космоса на Землю. Учёные и эксперты в области магистральных энергетических сетей говорят, что гигаваттных показателей, конечно, мы не увидим ещё лет 50, однако дать развитие уникальному и фактически неисчерпаемому источнику энергии именно сейчас — отличная мысль.

Единственная страна, в задачи которой входит практическое изучение сбора космической энергии, — это Китай. Там собираются построить фотовольтаическую электростанцию на геостационарной орбите. Учёные ставят себе цель построить "приёмник" космической энергии на высоте 36 тысяч километров над земной поверхностью в середине 2040-х годов. Однако, как китайцы сделают это без натурных экспериментов и сбора данных, пока не известно. Американцы пошли от малого к большому, и миссию X-37В c мини-преобразователем на борту физики делят на три основных этапа:

• развёртывание;

• изучение минимальных и максимальных показателей сбора при существующих возможностях;

• изучение проблемы передачи электроэнергии на Землю.

Как раз на последнем этапе и возникнут самые большие сложности, которые в итоге могут похоронить весь проект целиком. Инженер-проектировщик магистральных сетей, кандидат технических наук Борис Дорошенко отметил, что с точки зрения потерь и расходов на передачу на Землю сможет поставляться не более трети от всей собранной и сгенерированной в космосе электроэнергии.

На обычных линиях электропередачи потери электричества зависят от напряжения, расстояния, осадков — много от чего. Сбор энергии в космосе и передача на Землю в этом смысле не сильно лучше. Конвертировать электричество в микроволны — раз, проход через атмосферу — два, обратная конвертация в электроэнергию — три, передача до потребителя — четыре. Четыре этапа нужно пройти, чтобы лампочка в подъезде горела. КПД у такой системы крайне низкий. Во всяком случае, с текущим уровнем развития технологий

Борис Дорошенко

Инженер-проектировщик магистральных сетей, кандидат технических наук

Поворот не туда

Учёные и энергетики уверены, что дело рано или поздно дойдёт до промышленной добычи электричества в космосе. Наука и прогресс не стоят на месте, а значит, получать электричество из космоса от единственной звезды в системе всё-таки рано или поздно получится. Традиционное ископаемое топливо перестанет быть востребованным, и, скорее всего, прекратятся войны за другие ресурсы, например за воду. Её в достаточном количестве можно будет опреснять прямо из морской воды практически за бесценок.

Но есть и другой вариант. С ходу отметая теории заговора и "облучение из космоса", стоит сказать, что микроволновое оружие — это даже не фантастика, а реализованный много лет назад военный проект. В США оружие этого типа назвали Active Denial System (ADS). Его принцип основан на точечном применении управляемых микроволн и нелетального воздействия на людей. Однако от использования системы в конечном счёте отказались не только американские полицейские, но и военные. Оказалось, что регуляторы мощности в "микроволновой пушке" часто выходят из строя и воздействие мощного излучения на человека длительностью более десяти секунд оставляет тяжёлые ожоги и поражения внутренних органов. Говоря простым языком, человек становится похож на сосиску, разогреваемую в СВЧ-печке, и "подрумянивается" снаружи и внутри.

Одна из версий ADS, 2008 год. Фото © Wikipedia

Одна из версий ADS, 2008 год. Фото © Wikipedia

Аспиранты факультета физики в Массачусетском технологическом институте Андрей Фёдоров и Назар Шакьян пояснили, что единственным разумным средством передачи энергии из космоса может стать лазер, однако и у этой технологии есть своя ахиллесова пята.

Максимально эффективной технологией преобразования света в лазерный пучок пока могут похвастаться только японцы. У них потери при передаче составляли до 60%. С учётом того, что лазер (по крайней мере, сейчас) может оказаться гораздо эффективнее прямой передачи энергии, эксперимент с беспилотником на орбите, скорее всего, докажет, что орбитальный конвертер неэффективен и нужно думать дальше. Главные минусы использования лазера — низкая надёжность и высокая степень фокусировки. Одно неловкое движение — и луч с высокой вероятностью может начать бурение в район земного ядра

Андрей Фёдоров и Назар Шакьян

Аспиранты факультета физики в Массачусетском технологическом институте

В военный потенциал технологии верится гораздо охотнее. Хотя бы потому, что для испытаний привлекают самый секретный беспилотник в новейшей истории технологий. Грядущий полёт X-37B может состояться уже в июне, а к середине лета станет известно, вступит человечество в новый технологический период или останется стоять там, где находится сейчас.

Комментариев: 0

avatar
Для комментирования авторизуйтесь!
Layer 1
Узнавай важные новости первым
Авторизуйтесь с помощью одного из аккаунтов
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.