Огледала Шолохов
Огледала-чудо от Алберт Шолохов
Както е известно, слънчевите панели се използват за захранване с енергия на дългосрочни орбитални станции. Не е необходимо гориво и за да увеличите мощността, просто трябва да увеличите площта на панелите, подобни на крилата. Ефективността на слънчевите панели обаче зависи от температурата и пада до нула с времето. А увеличаването на площта на „крилата“ увеличава вятъра и намалява скоростта - в крайна сметка остатъчната аеродинамика работи на височината на полета на орбиталните станции. Тъй като използването на слънчеви батерии не решава проблема с космическото електрозахранване, в съзнанието на ентусиастите от RSC Energia се зароди идеята да се използва по-ефективно енергията на Слънцето.
Слънцето е източник не само на светлина, но и на топлинна енергия. Слънчевите лъчи са добре фокусирани от вдлъбнато огледало. Както професор В.К. Tserasky, изображението на нашето светило на фокус, параболично огледало с диаметър около метър дава температура, при която дори волфрамът се топи! Това означава, че специален огледален концентратор може чрез нагряване на котел с охлаждаща течност постоянно да осигурява на орбиталната станция електричество за оборудването и топлина за екипажа. Огледалните концентратори имат ефективност 2-3 пъти по-висока от тази на слънчевите батерии, а площта е няколко пъти по-малка и дават температури от хиляди градуси и времето няма власт над тях.
Вярно е, че производството на вдлъбнато огледало изисква високо прецизно оборудване и технология. И колкото по-голяма е мощността (а оттам и размерите на огледалото), толкова по-сложна е техниката на неговото производство. А пространството налага строги ограничения върху размера и теглото на продуктите. Така че висококачественият огледален концентратор на слънчева светлина е много скъпо удоволствие. Така че трябва да се поевтинява.
Как се поставя задачата в нашите ракетно-космически изследователски институти и конструкторски бюра? Продуктът трябва да изпълнява функциите си по възможно най-добрия начин, да е лек, евтин, възможно най-прост за производство, възможно най-красив и е желателно „те също да свирят на цигулка“ ... Но винаги има човек, който се заема да реши такъв проблем. За целта трябва да имате добро образование, трудов стаж и познания за възможностите на производството, но преди всичко – да сте изобретател! И такъв изобретател се намери - водещият изследовател на RSC Energia, кандидат на техническите науки Алберт Всеволодович Шолохов.
Компетентен служител на Държавния оптичен институт ще ви каже, че наличното оборудване в Държавния оптичен институт позволява да се произведе отразяваща повърхност на параболично огледало с диаметър не повече от 3 метра, което съответства на слънчева електроцентрала от около 3 киловата. А за орбитална ТЕЦ са нужни стотици и хиляди киловати мощност!
Разбира се, отразяващата повърхност може да бъде направена като екип от няколко триметрови параболични огледала. Но производството на всяко такова огледало на базата на GOI изисква много време и пари, а сглобяването на голям концентратор в орбита води до няколко изстрелвания, тъй като носовите обтекатели на ракетата ограничават размера на полезния товар. И Шолохов решава: огледалото да е малко и леко, с висока ефективност и голяма мощност, събиращо слънчевите лъчи „на точка“ и „на линия“, и най-важното – плоско!
Изобретателят е бил наясно, че тези изисквания изглеждат абсурдни. Но той вече е "включен". Хвърляйки задачата „в подсъзнанието“, Алберт Всеволодович спокойно се занимаваше с текуща работа, но някъде на фона на умствените хоризонти постоянно се очертаваше изненадващо проста конструкция - е, никъде не може да бъде по-лесно! Просто нямаше начин да я видя.Това продължи повече от година. И внезапно…
Шолохов сънувал странен сън – малко преди да се събуди, около 5 часа сутринта. Той мечтаеше за космоса. Изглежда естествено, ако човек от 1966 г., след като е завършил Физико-техническия институт, работи в космонавтиката. Но този път Космосът беше с главни букви. Защото в пространството, осеяно със звезди, спящият техничар видя Господ Бог - точно както в библейските илюстрации. Погледът на Всевишния беше фокусиран върху светещ обект, свободно реещ се в прозрачния космически мрак. И Алберт чу гласа на Господа: „Е, браво, мъже - помислете си!“ И той видя подробно това огледало - и веднага се събуди.
Имаше достатъчно време преди контролно-пропускателния пункт на Енергия, за да обмисли това, което видя в прекрасен сън, да го нарисува мислено, да състави техническо задание за работилницата и заявление за изобретение. И на работния плот всичко подготвено започна да се превръща в работни материали.
Държали ли сте сгъната туристическа или ловна чаша в ръка? На плоското дъно има няколко концентрични пръстена под формата на пояси, изсечени от кух конус. Издърпахме външния пръстен нагоре - получихме конична чаша. Напълнена, обърната, сгъната - и чашата отново се превърна в система от пръстеновидни елементи върху плоска основа. Остава да си представим, че вътрешните страни на пръстените имат огледални повърхности. Това е целият модел на огледалото на Шолохов.
Пръстеновите елементи се нанасят върху метален диск с фреза на струг или въртележка. Колкото повече от тях, толкова по-близо е повърхността на огледалото до равнината. Основното е, че вътрешните повърхности на концентричните пръстени съответстват на формата на оригиналния рефлектор - тогава плоско огледало ще фокусира слънчевите лъчи не по-лошо от параболичен рефлектор.
С помощта на колегите си Шолохов ориентира огледалото в правилната посока.и покани публиката да изчака малко. Под снизходителните усмивки на властите и противоречивите забележки „Това няма да стане!“ ватата на фокуса на рефлектора изпуши, пламна и изгоря. Някой озадачено се протегна: "Да-а ...". „Когато няма какво да се каже и „да“ е добре!“ – моментално реагира победоносно.
Шолохов неведнъж имаше проблеми със злия си език, но тук атаката остана незабелязана. Някой дори си спомни стария псевдоним на Алберт Шолохов „Двоен Нобел“ (заради името на великия физик и фамилията на великия писател), друг видя аналогия с френелова леща в плоско огледало ... Но фактът, че памучната вата беше запалена от алуминиев диск, обработен на конвенционален струг!
Първото огледало, концентриращо слънчевите лъчи "до точка", вдъхнови изобретателя да търси опции. Концентраторът на лъчи "в линия" се отличава с факта, че тесни отразяващи повърхности са разположени върху успоредни прави ивици с параболично сечение, а правоъгълна плоча служи като основа за огледалото. Тогава имаше ново изобретение - концентриращо устройство, състоящо се от много клетки с правоъгълна форма с линейно сечение. Всяко следващо решение се различава от предишните с по-голяма ефективност, опростяване на процеса на сглобяване в орбита или увеличаване на общата площ на отразяващите повърхности.
Защо е необходимо това?
Слънчевата енергия е необходима не само в космоса, но и на Земята. Както си спомняте, възможностите му са известни още от началото на 20-ти век, но човечеството все още не е обърнало внимание на думите на великия Менделеев, че да използваш нефт като гориво е същото като да топлиш пещите с банкноти. Работата не е само в това, че горимите материали на земните недра не се обновяват. Те, изчезвайки в пещи и горивни камери, тровят земната атмосфера и всичко наоколо. Дори американцитеразбраха, че земната атмосфера е една за всички, което означава, че опасните последици от изгарянето на нефтопродукти ще засегнат и техния „богоизбран“ народ. И американските "яйцеглави" активно търсят начини да се върнат към слънчевите електроцентрали, защото най-накрая стана ясно: това е единственият възможен начин за получаване на чиста енергия. Това означава, че идва времето за електроцентрали, работещи в космоса и на Земята от концентрирана слънчева светлина. Времето на плоските огледала от Алберт Шолохов...