СВЕТ НАУКИ

Во Всемирный день науки за мир и развитие вернемся к истокам света – в межзвездное пространство. Расстояние между космосом и человеком никогда не было короче, чем сейчас...


Как и свету далеких звезд, свету знаний пришлось проделать очень дальний путь до человечества…



Сегодня он проник во все сферы нашей жизни - наука помогает отвечать на самые сложные вопросы, которые открывают перед нами возможности «космического» масштаба. Одни из самых фундаментальных научных исследований связаны с изучением основ нашего мироздания, т.е. космоса.

Летопись покорения космоса – возможно, самая захватывающая история человечества! Ее началом принято считать 4 октября 1957 года.

В этот день наша страна запустила на околоземную орбиту космический аппарат «Спутник-1», открыв путь к звездам.


— Что такое «освоение космоса»?
Это научные исследования с применением различных оптико-электронных систем, приборов и комплексов. Результаты позволяют человечеству открывать новые горизонты космического пространства и придумывать решения для его практического использования.

Космические оптико-электронные приборы и комплексы разрабатываются и изготавливаются в самых разных уголках нашей страны – в Лыткарино, Красногорске, Москве, Санкт-Петербурге и других городах России.



Практически все научно-исследовательские и производственные организации, входящие в состав Холдинга «Швабе» Госкорпорации Ростех, задействованы в освоении космоса.

«Швабе» сегодня – это более 17 тыс. высококвалифицированных специалистов, в том числе 5 тыс. разработчиков, 47 докторов наук и 219 кандидатов наук.

На протяжении более чем 180 лет предприятия Холдинга делали шаги навстречу космосу, а многие из них оказывались первыми в мире.

Мы первые...
  • 1927 год
    Организовали в стране производство оптического стекла.
  • 1959 год
    Наша аппаратура впервые сфотографировала обратную сторону Луны.
  • 1961 год
    Наш визуальный оптический прибор «Взор» помог Юрию Гагарину ориентироваться в космосе.

Желтый карлик для великих целей

В настоящее время энергетика многих стран мира претерпевает коренные изменения, а мировое научное сообщество, в свою очередь, находится в поиске нетрадиционных альтернативных источников энергии.

Солнечная энергетика
Один из самых мощных видов альтернативных источников энергии. Чаще всего ее преобразуют в электричество солнечными батареями, водяными и воздушными коллекторами. В Израиле 80% воды нагревается солнечной энергией.
Ветроэнергетика
Запасов энергии ветра в 100 раз больше, чем запасов энергии всех рек на планете. Ветровые станции преобразовывают энергию ветра в электрическую, тепловую (ветрогенераторы) и механическую энергию (ветровые мельницы). В Дании, Португалии, Испании, Ирландии и Германии к началу 2016 года мощность всех ветрогенераторов обогнала суммарную установленную мощность атомной энергетики.
Гидроэнергия
Чтобы преобразовать движение воды в электричество нужны гидроэлектростанции (ГЭС) с плотинами и водохранилищами. Строить ГЭС дороже и сложнее относительно обычных электростанций, но цена электричества (на российских ГЭС) в два раза ниже.
Биотопливо
Биоэнергетика получает электричество и тепло из топлива первого, второго и третьего поколений. Первое поколение – твердое, жидкое и газообразное биотопливо (газ от переработки отходов). Например, дрова, биодизель и метан. Второе поколение – топливо, полученное из биомассы (остатков растительного или животного материала, или специально выращенных культур). Третье поколение – биотопливо из водорослей.
Волновая энергетика
Есть много способов генерации электричества из волн, но эффективно работают только три.Они различаются по типу установок на воде. Это камеры, нижняя часть которых погружена в воду, поплавки или установки с искусственным атоллом. Этот вид используется мало – 1% от всего производства электроэнергии в мире.
Энергия приливов и отливов
Эту энергию берут от естественного подъема и спада уровня воды. Электростанции ставят только вдоль берега, а перепад воды должен быть не меньше 5 метров. Приливы и отливы хорошо изучены, поэтому этот источник более предсказуем относительно других. Но освоение технологий было медленным и их доля в глобальном производстве мала.
Энергия температурного градиента 
Морская вода имеет неодинаковую температуру на поверхности и в глубине океана. Используя эту разницу, получают электроэнергию. Первая установка, которая дает электричество за счет температуры океана была сделана еще в 1930 году.
Энергия жидкостной диффузии
Это новый вид альтернативного источника энергии. Осмотическая электростанция, установленная в устье реки, контролирует смешение соленой и пресной воды, извлекая энергию из энтропии жидкостей.
Наиболее интересным, а главное – проработанным, сегодня признается проект по созданию распределенной солнечной аэрокосмической системы. Это одно из самых перспективных направлений развития возобновляемых источников энергии.

Только представьте - солнечной энергии, поступающей на Землю каждую минуту, достаточно для того, чтобы удовлетворить текущие глобальные потребности человечества в энергии в течение года!

Факты:

- Энергия солнечного ежесекундного потока,
поступающего на Землю, составляет 1,2×105 ТВт;

- Ее годовой баланс больше энергии мировых запасов нефти, газа, угля, других энергетических ресурсов, произведенных Солнцем, и в 108 раз больше уровня современного и будущего потребления в мире. Это без учета освоения в природном фотосинтезе, поглощения в океане, атмосфере и на континентах;

- Использование всего лишь 0,0125% могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, а использование 0,5% — полностью покрыть потребности в будущем.


Преимущество технологий с применением солнечной энергии в том, что при их работе тепло практически не добавляется в приземные слои атмосферы, т.е. не создается тепличный эффект и не происходит загрязнения воздуха.


Таким образом, не наносится вред экологии.

По оценкам специалистов, к 2100 году Солнце станет доминирующим источником энергии на планете!

Источник: https://oilru.com

Разработку и создание солнечных орбитальных электростанций активно проводят страны Европейского Союза, Япония, США, Китай, Индия, Великобритания, Канада, Израиль и страны ЮВА.

Российская Федерация обладает огромным потенциалом использования солнечной энергии. Регионы юга России, Дальнего Востока и Забайкалья отличаются высоким уровнем солнечной радиации (инсоляции), сравнимым с южными регионами Европы, где солнечная энергетика уже получила интенсивное развитие. Их опыт показывает, что она может стать реальным конкурентом традиционной энергетике.
Прогноз энергетического баланса в мире до 2100 года

Источник: журнал ENERGY FRESH

Холдинг «Швабе» работает в этом направлении, опираясь на документы по развитию энергетики:

  • 1
    Энергетическая стратегия РФ на период до 2035 года
  • 2
    Стратегия научно-технологического развития РФ
  • 3
    Указ Президента России «Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации»
  • 4
    Концепция развития водородной энергетики в РФ
  • 5
    Доктрина энергетической безопасности РФ
  • 6
    Стратегический прогноз РФ на период до 2035 года

Около 70% территорий в России составляют отдаленные и труднодоступные земли, а также сельская местность. Именно там существуют серьезные проблемы с энергоснабжением. Они обеспечиваются электричеством от дизельных электростанций мощностью 100–200 кВт.


Несмотря на это, до сих пор в России использование солнечной энергии крайне ограничено.


Эффективным решением может стать создание аэрокосмических солнечных электростанций с беспроводной передачей электроэнергии на Землю.


Такие станции помогут как стране, так и всему человечеству решить проблемы экологической и энергетической безопасности.

В частности, они смогут обеспечить энергоснабжением отдаленные и труднодоступные территории – арктическое побережье, Сибирь, Север и Дальний Восток. Это позволит значительно повысить эффективность работы электроэнергетического комплекса всей страны.


Холдинг «Швабе» активно участвует в формировании научных, технических и технологических основ, которые помогают развитию отечественной солнечной энергетики, в частности – аэрокосмической. Это позволит приступить к разработке целого ряда высокоэффективных мобильных и стационарных наземных солнечных энергетических систем.

К основным направлениям научных исследований можно отнести:


- новые оптические материалы;

- технологии высокоэффективных лазерных систем с использованием солнечной энергии;

- технологии беспроводной передачи мощного лазерного излучения по воздушным и космическим магистралям;

- технологии создания фотоэлектрических преобразователей с наноантеннами;

- технологии создания частей комплекса, расположенных в космосе, стратосфере и на Земле.



Солнце – источник знаний

В 2013 году «Швабе» выиграл конкурс на создание национального гелиогеофизического комплекса РАН – одного из крупнейших проектов в современной российской науке.


Результаты его работы будут иметь мировое значение.


Комплекс позволит российской науке о Солнце перейти на новый уровень развития экспериментальных исследований, а также решать фундаментальные и прикладные задачи в интересах обеспечения безопасности страны и развития новых космических технологий.


В рамках реализации проекта Холдингу предстоит не только разработать и изготовить перспективные оптические изделия и радиотелескопы, радиолокаторы и другие уникальные астрономические приборы, но и построить всю необходимую инфраструктуру.



Комплекс составят взаимосвязанные части

В области физики Солнца:

- крупный солнечный телескоп-коронограф;

- многоволновый радиогелиограф.


В области физики околоземного космоса:

- радиофизический комплекс;

- лидарно-оптический комплекс;

- цепочка станций Норильск–Иркутск;

- арктическая сеть когерентных ВЧ-радаров.


Данные, которые ученые получат с помощью инструментов нового комплекса, позволят:


- с высокой точностью оценивать и прогнозировать влияние космической погоды на работу космических аппаратов и различных технологических систем радиосвязи, радиолокации, GPS-ГЛОНАСС и др.;

- контролировать околоземное космическое пространство, космические аппараты и космический мусор;

- применять результаты мониторинга и прогноза космической погоды в работе гидрометеорологи, климатологи, медицины.

«Космический» прорыв в сфере связи
Другой проект, в реализации которого участвует «Швабе» - федеральная целевая программа «Сфера».
Ее цель – обеспечить информационную независимость и цифровой прогресс России.

А также создать интегрированную космическую инфраструктуру, повысить эффективность ракетно-космической промышленности и обеспечить рост экспорта космических сервисов.Проект позволит создать спутниковую группировку более чем из 600 космических аппаратов и получить в РФ широкополосный доступ в интернет, а также интернет вещей для 50 миллионов пользователей.

Запуск первого аппарата «Сферы» — спутника-демонстратора широкополосного доступа в интернет «Скиф-Д» — состоялся в октябре 2022 года.
Бесконечность - не предел
На протяжении всей истории, всматриваясь в звездное небо, человек сначала удивлялся его красоте, затем пытался понять его природу, а сегодня – видит в нем бескрайние возможности.

Космос перестал быть недосягаемым. Но, покорив его в 1957 году, перед нами появилась новая, гораздо более амбициозная, задача – научиться взаимодействию.

Научные труды ученых Холдинга «Швабе» становятся ступенями для восхождения к самым смелым планам и проектам.

Энергия света, заложенная в философию оптико-электронного Холдинга, сегодня обретает новые смыслы – проекты, посвященные солнечной энергетике и освоению космоса, выступают предвестниками совершенно новой эпохи применения «космических» технологий.