ОРБИТАЛЬНЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ ИЗ ЛУННЫХ МАТЕРИАЛОВ

© С.В.Миронов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космического производства"
1998 г.

Устойчивое развитие земной цивилизации немыслимо без создания экологически безопасной энергосистемы планетарного масштаба, основой которой могла бы быть система орбитальных солнечных электростанций (СЭС) с СВЧ-трактом передачи энергии на Землю. Однако темпы доставки материалов для СЭС с Земли ограничены уровнем потерь атмосферного озона и явно недостаточны для своевременного создания такой системы.

Использование лунных материалов в конструкции СЭС (стекло - сотовые линзовые концентраторы Френеля, кремний - теплоотводящие подложки мини-ФЭП, железо - рама и т.д.) и топливе челноков "Луна - орбита - Луна" (магний, кальций, кислород и т.п.) существенно ослабляет озоновые ограничения и позволяет создать безопасную энергетику за несколько десятилетий.

Сборка СЭС производится на орбитальных окололунных стапелях из компактированных полуфабрикатов, доставляемых челноками с лунной производственной базы. В связи с неизбежной дезориентацией в тени Луны уходящих на ГСО СЭС орбиты стапелей должны быть полярными и разнесенными по высоте и долготе, а лунная база размещаться на полюсе. Последнее обстоятельство упрощает сброс производственного тепла, базирование противоастероидных ракет и использование предполагаемых залежей лунной воды.

Технологическая схема комплексной переработки лунного грунта включает хлорирование породы, ректификацию низкокипящих хлоридов (кремния, титана), разделение тугоплавких хлоридов возгонкой и селективным растворением, с последующим их электролизом и получением, в итоге, кондиционных конструкционных и функциональных материалов, включая жидкий кислород. Цикл замкнут по реагентам, а потери хлора и углерода компенсируется доставкой с Земли. Потребляемая мощность - 1 кВт год/тонну грунта, причем заметная ее часть отводится при Т=250...350 К.

Необходимые темпы ввода мощностей СЭС - 100 ГВт/год - требуют доставки на Луку минимум тысячи тонн грузов (оборудование, ядерные ЭУ, реагенты, снабжение и т.д.) и сотен человек в год. Озоновые ограничения допускают такой грузопоток при использовании модулей космического базирования.