Искусственное Солнце: плюсы и минусы проектов
Наступила осень, и скоро нас всех ждут короткие дни и длинные темные ночи. А в некоторых регионах планеты бывают и полярные ночи, когда Солнце утром вовсе не появляется из-за горизонта или восходит лишь на короткое время, иногда менее получаса. К сожалению, уличные фонари никогда не заменят солнечного света. Но можно ли найти другое решение? Могут ли современные технологии обеспечить нам искусственное Солнце?
Звучит, конечно, грандиозно, но на самом деле кое-что мы уже способны сделать. Речь идет о космических зеркалах, которые могли бы отражать солнечный свет и освещать определенные регионы Земли в темное время суток. Подобные космические «солнечные зайчики» пригодятся не только для освещения городов, автострад и других повседневных нужд, но и, например, для экстренного освещения зоны стихийных бедствий или боевых действий.
Светлое «знамя» над миром
Первые опыты в области разработки «космического прожектора» осуществила Россия. Это закономерно, учитывая огромные пространства и большое количество северных городов. Проект «Знамя» был многообещающим и начался вполне успешно.
Космический корабль «Прогресс» стал первым управляемым космическим зеркалом, которое осветило Землю
Российские ученые планировали вывести на орбиту 20-метровое зеркало, которое должно было осветить Землю ночью. Поскольку монолитное металлическое зеркало такого диаметра на орбиту вывести невозможно, было решено использовать зеркало из тонкой светоотражающей пленки. Разворачивание столь большого полотнища из тончайшего непрочного материала само по себе является сложнейшей инженерной задачей. В итоге была выбрана довольно «мудреная» конструкция: на борту грузового космического корабля «Прогресс М-15» устанавливалось восемь катушек с полосами светоотражающей полиэтилентерефталатной пленки толщиной всего 5 мкм. Данная пленка сегодня широко используется практически повсеместно: от упаковки продуктов до создания металлизированных солнечных парусов.
На орбите космический корабль должен был начать вращаться, а катушки постепенно разматывать пленку. Под действием центробежной силы зеркало разворачивалось, а специальное гибкое кольцо обеспечивало круглую форму зеркала.
Проект «Знамя» доказал эффективность космического зеркала в деле освещения больших участков земной поверхности
4 февраля 1993 года эксперимент «Знамя-2» был успешно осуществлен. Двадцатиметровое зеркало из тончайшей алюминизированной пленки развернулось в штатном режиме и осветило Землю. Поскольку «Прогресс М-15» мчался по орбите с огромной скоростью, «солнечный зайчик» диаметром около 5 км проносился по поверхности Земли так же быстро – со скоростью 8 км/с. Поэтому «волшебного восхода» посреди ночи жители Европы не наблюдали – лишь яркую вспышку в небе. Пятно света от «Знамени-2» пробежало от Франции до Беларуси, где его застал восход Солнца. Несмотря на то, что над Европой была сплошная облачность, многие люди видели вспышку света. Немецкие метеорологи даже зафиксировали освещенность от светового пятна «Знамени-2», она составила приблизительно 1 люкс (1 люмен на квадратный метр). Для сравнения, яркость 60-Вт лампочки накаливания составляет 700-800 люмен. На первый взгляд, космическое зеркало светило совсем тускло, но следует помнить, что оно имело не такую уж и большую площадь отражающей поверхности, да, к тому же, освещало не комнату в 10 кв. м, а круг диаметром 5000 м. В целом ученые сравнили свет от «Знамени-2» со светом полной Луны, что для 20-м зеркала очень неплохо.
Эксперимент «Знамя-2» привлек внимание мировой общественности и доказал возможность освещения Земли с помощью космического зеркала. Поэтому российские ученые подготовили следующий эксперимент этой серии – «Знамя-2,5». Это был переходный этап перед созданием «полнофункционального» 200-м зеркала, которое могло бы освещать на порядок большие регионы.
В «Знамени-2,5» использовались те же технологии, что и в первом эксперименте, только зеркало было на 5 м больше – диаметром 25 м. Оно должно было дать световое пятно размером около 8 км. 4 февраля 1999 года зеркало, установленное на борту транспортного космического корабля «Прогресс М40», начало разворачиваться, но зацепилось за антенну и запуталось в ней. Эксперимент не удался, и корабль затопили в океане.
Третий проект, «Знамя-3» так и не состоялся.
Будущее космических зеркал
В июне 2012 года в Италии прошла 25-я международная конференция ECOS 2012, посвященная перспективным путям развития экологически чистой энергетики. На этом мероприятии также обсуждались и преимущества космических зеркал, освещающих Землю.
Дело в том, что наша планета получает от Солнца 2×1014 КВт энергии, а на расстоянии геостационарной орбиты (35 786 км) – в 45 раз больше. Вынос коллекторов, собирающих энергию Солнца, в космос решает многие проблемы. Прежде всего, это экономит полезное пространство, поскольку огромные поля солнечных панелей на Земле будут занимать слишком много места, потребуют мощных опорных конструкций, силовых приводов для слежения за Солнцем и т.д. Но, к сожалению, КПД современных солнечных панелей очень низок, и они за свой срок службы в космосе попросту не окупятся. Другое дело зеркало: относительно дешевая и простая конструкция без сложной электроники может направлять дополнительный солнечный свет на небольшие наземные коллекторы, а также освещать города и сельскохозяйственные угодья.
Плотность солнечной энергии в обычный погожий летний день на нашей планете в среднем равна 1,36 КВт/м 2 . Таким образом, заменить солнечный свет солнечным же «зайчиком», в общем-то, не так уж и сложно. Создание больших зеркал размером с небольшую страну до недавнего времени было фантастикой. Однако с появлением современных компьютерных технологий создание массива отдельных автономных аппаратов, работающих в единой сети, является технологически решаемой задачей.
По этой формуле каждый может рассчитать диаметр зеркала и высоту орбиты, необходимые для освещения его родного населенного пункта
Ключевым вопросом остается лишь вывод большой массы грузов на орбиту. Стоимость вывода тонкопленочного зеркала сегодня составляет несколько тысяч долларов за килограмм. Если брать далеко не самое современное зеркало проекта «Знамя» с плотностью 22 г/см 2, то получается весьма «грустная» сумма, которая большинству стран не по карману. Но современные технологии позволяют создать зеркала с вдвое меньшей массой. К тому же, в настоящее время разрабатываются проекты тяжелых ракет-носителей, вроде американской SLS, способной выводить на низкую околоземную орбиту 140 тонн груза.
По расчетам специалистов НАСА, вывод зеркала диаметром 1 км стоит 80,3 млн долл. или 102,3 долл. за 1 кв.м*. Для реализации масштабных проектов требуется радикальное снижение стоимости вывода грузов на орбиту: приблизительно до 200 долл. за килограмм груза.
Есть и другой нюанс. Дело в том, что чем выше орбита, тем больше по размеру солнечный «зайчик» и меньше энергии направляется на квадратный метр поверхности. Например, при орбите высотой 800 км для передачи солнечного света с плотностью энергии 1 КВт на 1 м 2 земной поверхности и непрерывного освещения выбранного участка Земли достаточно лишь нескольких десятков зеркал площадью 1 кв. км (для сравнения, площадь основания пирамиды Хеопса равна 0.05 кв. км, т.е. в 50 раз меньше). На геостационарной орбите высотой 35,8 тыс. км для достижения того же уровня освещенности придется сооружать зеркало площадью 150 тыс. кв. км – это меньше площади Беларуси (207 тыс. кв. км) и составляет примерно половину площади Польши. Это, безусловно, гигантское зеркало, но оно смогло бы непрерывно освещать огромный регион: в круге диаметром 3329 км — это территория от Смоленска до Новосибирска и от северной морской границы России до китайской границы с Киргизией, попутно свет накрыл бы весь Кавказ и Казахстан. При этом данная территория за год получала бы дополнительных 41200 ЭДж энергии, при нынешнем общепланетном потреблении в 500 ЭДж.
Современные технологии позволяют разворачивать в космосе намного более легкие и крупные зеркала, чем 20-м «Знамя»
Правда, создание такого зеркала является делом очень неблизкого будущего, поскольку при современных ракетных технологиях вывести на орбиту такой комплекс можно будет минимум за несколько сотен лет, да и то усилиями всей планеты. Также довольно трудно спрогнозировать, насколько радикально изменит климат и функционирование биосистем такое зеркало, создающее «вечный летний день». А ведь цикл дня и ночи очень важен для всего живого, к тому же дополнительная тепловая энергия создаст совершенно новый климатический фактор.
Человечеству уже по силам собрать в космосе зеркало, которое будет светить в десятки раз ярче, чем полная Луна. Выгода налицо: для освещения используется «бесплатная» энергия Солнца; осветить можно сразу крупный регион или город; в несколько раз повысить отдачу энергии наземных солнечных электростанций; космическая система освещения не боится никаких земных катаклизмов вроде землетрясений и ураганов. Также подобное зеркало могло бы продлить вегетационный период полезных растений.
Сложности реализации крупных проектов космических зеркал по-прежнему заключаются лишь в несовершенстве технологий вывода грузов в космос. На геостационарной орбите (оптимальной для зеркала) нужно сооружать космическое зеркало огромной площади. В свою очередь, на более низких круговых орбитах для непрерывного освещения участка Земли придется использовать множество отдельных зеркал, что также отнюдь не удешевляет проект и к тому же упирается в проблему космического мусора. Но, так или иначе, у человечества есть интересная возможность повысить комфортность своего обитания не в рамках отдельно взятого помещения, а крупного города или целого региона. В ближайшем будущем, возможно, появятся новые технологии доставки грузов в космос, будут созданы технологии изготовления космических зеркал с помощью, например, наночастиц на основе метаматериалов. И тогда, наконец, человечество сможет реализовать давнюю мечту и создать свое искусственное Солнце в ночном небе.
Источник
Искусственное солнце 2.0
«Искусственное солнце® 2.0»
Солнце — это важный источник энергии для живых существ на земле. На дефицит солнечного света наш организм отвечает затяжной депрессией. На фоне постоянного стресса мы становимся легкими жертвами для множества заболеваний. Поддержание энергетического баланса за счет правильного потребления солнечной энергии является основой высокого качества жизни и здоровья каждого человека.
В настоящее время, благодаря разработкам современной науки, появилось уникальное устройство «Искусственное Солнце® 2.0».
Теперь стало доступным компенсировать солнечную недостаточность, посещая современные Гелиокомплексы, созданные на базе уникального прибора «Искусственное Солнце® 2.0», сочетающего в себе одновременно три высокоэффективных устройства: солнечный свет, синий свет, коллагенарий.
Компания «SaltWaves» производит проектирование и монтаж Гелиокомплексов на базе прибора «Искусственное Солнце® 2.0». Создание пространства Солнечной Энергии возможно в Спа‑центрах и салонах красоты, Фитнес и спорт клубах, Соляных пещерах, обустройство искусственного пляжа у бассейна, в детских садах, школах, поликлиниках, санаториях и профилакториях, также возможен монтаж «Искусственного Солнца® 2.0» в собственном доме.
Правильное поддержание энергетического баланса организма — залог здорового долголетия современного человека. Регулярное посещение Гелиокомплексов, созданных на основе устройства «Искусственное Солнце® 2.0» позволит: устранить состояние хронической усталости, уменьшить количество потребляемой пищи, снизить подверженность простудным заболеваниям, восстановить сон, повысить физическую и умственную работоспособность, нормализовать естественные биоритмы. И это лишь незначительный список проблем, которые можно эффективно решить с помощью устройства «Искусственное Солнце® 2.0».
«Искусственное солнце® 2.0» 3 в 1
«Искусственное Солнце® 2.0» является многофункциональным оздоровительным прибором, имеющим дополнительные режимы работы: коллагенарий и синий свет.
Включив прибор, человек получает именно то излучение, которое он должен был бы получить, находясь под открытым солнцем в это время, в этом регионе. В устройстве «Искусственное Солнце® 2.0» используется уникальная технология, позволяющая воспроизводить природные характеристики Солнца с учетом сезонных, суточных и географических характеристик. К тому же имеется возможность выбора силы излучения вплоть до установки искусственного солнца с характеристиками экваториального, запрограммировать на солнечные характеристики любых курортов и территорий Мира. В устройстве «Искусственное Солнце® 2.0» возможно реализовать программы подготовки (адаптации) к перелету, смене часового пояса и смене солнечных часов, а также реадаптации при возвращении.
Режим: Искусственное Солнце
Данный режим воспроизводит природные характеристики Солнца, что позволяет получать естественное солнечное излучение с учетом сезонных, суточных и географических характеристик. Управление специальными излучателями осуществляется электронной автоматизированной системой, регулирующей время, продолжительность включения, сочетание, а также мощность потока различных видов лучистой энергии.
Включив прибор, человек получает именно то излучение, которое он должен был бы получить, находясь под открытым Солнцем, в это время, в этом регионе. Главное назначение данного режима — компенсация недостатка солнечного света.
Режим: Коллагенарий
В данном режиме происходит излучение красным светом в диапазоне длин волн от 625 до 740 нанометров. Такое излучение стимулирует способность кожи вырабатывать коллаген и эластин, повышает уровень кислорода и питательных веществ, а также стимулирует жизнеспособность клеток кожи и их регенерацию. Процедура в режиме «Коллагенарий» проводится с целью уменьшения признаков старения кожи.
Режим: Синий свет
В данном режиме происходит излучение синим светом в диапазоне длин волн от 405 до 450 нанометров. Такое излучение обладает выраженным обезболивающим действием, благоприятно воздействует при заболеваниях бронхо-легочной системы, стимулирует иммунную систему. Синий свет способен восстанавливать сон, удлинять его продолжительность и глубину. Синий свет способствует понижению артериального давления, регулирует ритм дыхания, способствует регенерации тканей при ожогах, ранах, уменьшает чувство боли, снимает мышечное напряжение, воспаление.
Показания к применению
Грипп, ОРВИ, частые и длительные простудные заболевания
Грипп и ОРВИ обычно развиваются с конца октября по апрель. Это период, когда у людей формируется низкий уровень иммунитета на фоне энергетического голода, связанного с нехваткой солнечного излучения, и охлаждения.
Снижение избыточного веса
Избыточный вес и неправильное питание являются основными факторами последующего ухудшения здоровья. Снижение энергетического баланса организма человек вынужден компенсировать чрезмерным потреблением пищи.
Еда не способна в полной мере устранить энергетический дефицит, который лишь накапливается со временем, а человек пытается избавиться от него все большим количеством потребляемой пищи.
Укрепление здоровья, профилактика синдрома хронической усталости
В последнее время усталость перестала быть результатом сильных физических нагрузок. Все чаще от нее страдают люди, живущие в постоянном напряжении, спешке, делах и заботах.
Утомление офисного сотрудника, сидящего за компьютером, отвечающего на десятки писем, постоянно ведущего переговоры и ответственного за какой-либо важный проект, значительно сильнее, нежели усталость, к примеру, грузчика.
Восстановление и повышение уровня здоровья при депрессии, нарушении сна
Сегодня современный человек практически все время находится в условиях полумрака, вне зависимости от времени суток. Наряду с синдромом хронической усталости, нехватка солнечного излучения, особенно в осенне-зимний период, приводит к развитию депрессии различной формы тяжести. Сопутствующее хроническое нарушение сна формирует основу для дальнейшего развития тяжёлых заболеваний.
Корректировка нарушения естественных биоритмов, дезадаптации
Любой переезд в зону с измененными условиями солнечной активности всегда сопровождается кратковременными приспособительными физиологическими сдвигами. В ходе адаптации к новым характеристикам солнечного излучения (акклиматизация) возможно напряжение и срыв адаптационных систем, особенно при переезде из климатоконтрастных зон, например из зимы в лето и обратно.
Получить естественный красивый ровный загар
Многолетние исследования привели к выводу, что повсеместное использование ультрафиолета в соляриях оказалось вредным для здоровья. Человек пытается обмануть сам себя: загар под ультрафиолетовыми лучами в солярии — это иллюзия здоровья, не говоря уже о специфическом цвете загара. Все равно что чахлое растение, покрашенное ядовито-зелёной краской.
В природе человек никогда не подвергается отдельному воздействию ультрафиолетового излучения. Он получает солнечную энергию в ее естественном виде, содержащую инфракрасное, ультрафиолетовое, видимое излучение, а также тепло в виде инфракрасных волн от нагретых камней, песка, земли и окружающих предметов.
Проведенные исследования по совместному применению инфракрасного, видимого и ультрафиолетового излучения показали высокую эффективность именно комплексного воздействия различных видов лучистой энергии.
Технические данные устройства
«Искусственное Солнце 2.0»
Соответствует требованиям нормативных документов: ГОСТ Р 52161.1-2004; ГОСТ 52161.2.27-2008 (МЭК 60335-2-27:2007); ГОСТ Р 51318.14.1-2006 (р.4); ГОСТ Р 51318.14.2-2006 (р.р.5,7); ГОСТ Р 51317.3.2-2006 (р.р.6,7); ГОСТ Р 51317.3.3-2008
- электропитание устройства и модуля комплекса от сети переменного тока, частотой 60 Гц и напряжением 220 В;
- средняя потребляемая мощность — 500 Вт;
- максимальная потребляемая мощность — 2,4 кВт;
- устройство эксплуатируется только в закрытых помещениях при температуре от +5°С до 40°С, при влажности не выше 98%;
- работа устройства рассчитана на площадь 4-6 м²;
- тип монтажа устройства — подвесной (система тросового подвеса);
- отвечает современным требованиям безопасности;
- классификация УФ прибора: тип 3. Пригоден для бытового и аналогичного использования и может быть использован не подготовленными людьми — «Искусственное Солнце 1.0», во втором поколении УФ отсутствует;
- при ежедневной восьмичасовой эксплуатации в штатном режиме комплект излучателей эффективно работает в течение двух и более лет;
- габаритные размеры (Д×Ш×В), мм: 1316×586×251;
- вес, кг: 36;
- страна производитель: Россия;
- гарантия: 24 месяца.
Комплектность устройства «Искусственное Солнце 2.0»
- устройство «Искусственное Солнце 2.0» в сборе — 1 комплект;
- система управления — 1 комплект;
- соединительный и питающий кабель — 1 комплект;
- паспорт (руководство по эксплуатации) — 1 шт.
Цена по запросу
Рекомендации по выбору помещения для установки
«Искусственного Солнца 2.0»
Требований к помещению для монтажа «Искусственного Солнца® 2.0» не так много. Помещение должно быть сухим, отапливаемым, закрытым, влажность не более 98%. Основным требованием является высота потолка. Монтаж устройства производится на высоте от 2.7 до 3,5 м, при этом площадь для принятия солнечных ванн составит 4-6 м 2 . На такой площади можно расположить 3 шезлонга для комфортного принятия процедур. Монтаж устройства «Искусственное Солнце® 2.0» производится на потолок или на стену. При монтаже устройства на стену существует возможность регулировки угла наклона, в зависимости от расположения шезлонгов или модуля «Пляж».
Техническое помещение для установки не требуется, модуль управления и распределительный щит могут располагаться в любом месте, пригодном для обустройства электропитания комплекса.
- обеспечение подвода электропитания 220 В, 50 Гц, 15 А;
- высота потолка не менее 3 метра;
- закрытое помещение (температура от +5°С до 40°С, влажность не выше 98%).
Источник