Можем ли мы «излучать» энергию с Луны?

На самом деле не могу поверить, что мне нужно отредактировать это, но этот вопрос не имеет отношения к нашему нынешнему использованию и производству ядерной энергии на Земле. Существуют опасности для производства ядерной энергии, иначе мы не предприняли бы все эти меры предосторожности, чтобы сделать его таким же безопасным, как сегодня. Эти меры предосторожности не требуются на Луне, что делает деление идеальным для использования там. Дискуссия о том, безопаснее ли атомная энергия на Земле, чем угольная энергия, здесь неуместна.

Ядерная энергетика всегда будет представлять некоторую опасность, но растущие потребности в энергии продолжают подталкивать ядерные варианты как необходимость. Поэтому нам нужно место с большим количеством хладагента, которое действительно хорошо изолировано на случай расплавления. Что может быть лучше, чем луна?

Некоторая обстановка... На северной стороне Луны подтверждены залежи воды, существующие в форме льда. В 2052 году здесь должны быть размещены крупные атомные электростанции с необходимым ураном для начала производства атомной энергии. Быстро вперед и 4 больших завода созданы, и энергия начала течь. Отработанный уран можно было бы легко разместить снаружи, где ядерное излучение безвредно выбрасывается в космос.

3 части к этому вопросу.

  1. Энергия, произведенная на Луне, должна быть отправлена ​​​​обратно на Землю, предпочтительно с использованием спутниковых тарелок для транспортировки энергии с Луны на приемные тарелки на Земле, где она распределяется (да, Луна сейчас является гигантским источником энергии). Насколько осуществима передача энергии обратно на землю? Есть ли влияние на магнитное поле Земли? Будет ли энергия вызывать свечение атмосферы (достаточно энергии, чтобы ионизировать атмосферу и дать голубоватое свечение лучу передачи энергии?)

  2. Что происходит, когда один из этих заводов выходит из строя? Можно ли сказать, что излучение будет изолировано на Луне или безвредно выброшено в космос?

  3. В основном теория, но есть ли какая-то опасность в массовой передаче электронов на Землю, потенциально отрицательно заряжающей Землю и положительно заряжающей Луну (возможно ли это вообще?)

Добавлены разъяснения из ответов и комментариев:

  • Луна была выбрана из-за обилия (возможного обилия?) водяного льда и другого материала, который можно было бы использовать для производства термоядерной энергии. Если бы Луна была оторвана от земли в формации, то логично было бы предположить, что необходимый уран там тоже есть.
  • План предназначен для использования в качестве трамплина к колонизации Луны и индустриализации... это не обязательно конечная цель. Таким образом, есть дополнительные причины для использования Луны, а не просто производство электроэнергии.
  • Нагретую (и излучаемую) воду можно просто повторно закачивать на Луну для охлаждения... нет необходимости в космическом вакууме для этого.
  • Отредактирован основной вопрос, чтобы избавиться от остывания израсходованных стержней в космическом вакууме, и заменен просто позволить им излучаться в космос.
  • Да, идея захвата установки для использования в качестве оружия и перенацеливания ее на определенные населенные участки земли является частью сюжетной линии.
Не по теме для этого вопроса, но мне интересно, какой хладагент вы ожидаете найти на Луне. Вакуум - худшая охлаждающая жидкость.
@Gilles - Вода в виде льда, замерзшего прямо под поверхностью луны. И да, я понимаю, что Луна видна не только ночью, но два тела, вращающиеся вокруг Земли, снабжающие энергией лучше, чем одно. Спутниковая ретрансляционная система могла бы решить эту проблему или даже система передачи на самой Земле.
Зачем размещать электростанции на Луне? Просто выводите электростанции на орбиту вокруг Земли. Также не ясно, должны ли они быть атомными станциями. За пределами атмосферы нет недостатка в энергии. Просто постройте гигантское зеркало и перенаправьте немного солнечного света. Или вывести энергоемкое производство на орбиту и сбросить результаты на поверхность.
Проблема, которую я вижу с ответами до сих пор, заключается в том, что и луна, и земная орбита, и они вообще не указывают друг на друга, поэтому у вас есть только короткие окна для отправки энергии, когда звезды выравниваются (буквально), и нужно хранить энергию в другом месте (поскольку это PITA для временного отключения ядерного реактора)
1кВт/м2 уже передано на Землю от Солнца.
В этом сценарии есть ли рабочие на Луне на заводах или они автоматизированы/контролируются роботами? Потому что было бы намного безопаснее, если бы пожары не могли вспыхнуть из-за отсутствия кислорода на объектах.
Отредактировано в отказе от ответственности на вопрос. Еще раз не понял, что подразумевая, что опасности производства ядерной энергии на Луне являются спорными, подразумевается, что я был частью псевдорелигиозного движения против окружающей среды, которое должно запретить ядерную энергию на Земле любой ценой. Спасибо плакатам, которые приняли дух вопроса вместо того, чтобы броситься защищать свое дело.
Комментарии удалены. Здесь не место обсуждать безопасность ядерной (или любой другой) энергетики. Не стесняйтесь использовать Worldbuilding Chat для подобных обсуждений.
Спасибо, Моника. @MrLore - Частью усилий в этом контексте является индустриализация и возможная полуколонизация Луны, так что да, рабочим-людям. Рабочие-роботы, скорее всего, будут на самих заводах, но и люди там будут. Хорошая идея по ограничению потенциала возгорания из-за недостатка кислорода, я рассматривал быструю эвакуацию атмосферы в космос как действие по борьбе с огнем.
@ Двенадцатый, вы все еще надеетесь на логическое решение нелогичной ситуации, и ваш мир покажется неправдоподобным для всех, кроме самой мягкой научной фантастики. Экологический подход был не нападением на вас, а искренним предложением сделать ваш мир логически последовательным. С точки зрения безопасности строить ядерные реакторы на Луне просто не имеет смысла. Почему бы не пойти другим путем? Они находятся на Луне по причинам, отличным от безопасности (оппозиция экологов, как я предположил), или же там другой источник энергии (может быть, Луна богата наквадой?).
@imsotiredistillcantbotherreadingпосылка все еще застряла на «безопасности» как на единственной причине, по которой эта идея возникла?
@Twelfth Вы называете безопасность причиной. Если у вас есть причины, отличные от безопасности, то придерживайтесь их — любая критика аспекта безопасности, которая у вас была в этой ветке, — это лишь малая часть того, что вы получите при публикации. С фактической точки зрения вы говорите: «Если Луна была оторвана от Земли в формации, само собой разумеется, что необходимый уран также находится там», к сожалению, в реальной жизни Луна кажется бедной ураном . Вам либо понадобится аналогичный сеттинг параллельной вселенной (мой выбор), либо отправите туда топливные стержни.
Безопасность (точнее отсутствие необходимости в такого рода безопасности) остается причиной. Уточняющее редактирование по другим причинам было задолго до того, как ваши теперь удаленные комментарии были сделаны, и я предполагаю, что вы все еще не прочитали ничего дальше первой строки, на которую вы отреагировали ... следовательно, @imsotiredistillcantreadbeforipostcomments от меня. Спасибо за ссылку на уран, такая проверка реальности - одна из причин, по которой я публикую здесь.
@ Двенадцатый, я прочитал твой вопрос. Другие ваши доводы в основном отвечают "почему на Луне, а не где-то еще в космосе", а не "почему не на Земле" - причину тому дает только колонизация, но я списал это на рационализацию - вы бы не планировали ядерную реактор будет пропадать достаточно долго, чтобы стоило создать инфраструктуру для передачи его энергии обратно на Землю. Может быть, когда у вас есть колония, вы ожидаете избыток энергии ночью, когда вам не нужно так много работать над охлаждением ... Может быть, это и сработает, но это будет не так много энергии, я сомневаюсь, что это будет экономично.
«Ядерная энергетика всегда будет представлять какую-то опасность»… как и любая другая форма производства энергии, где ядерная энергия представляет наименьшую опасность. В любом случае: можем ли мы передавать энергию с Луны на Землю? Нет, мы не можем, потому что мы не можем сделать любой луч достаточно узким. Лучший способ сделать это — изготовить что-то, что требует много энергии, и отправить его с Луны на Землю.
Что-если.xkcd.com/13 приходит на ум...

Ответы (8)

Я отвечу на них не по порядку, так как с первым справиться гораздо сложнее.

Ущерб от расплавления

Ядерный расплав реактора на нашей Луне, вероятно, не заслуживает особого внимания. Люди, работающие на Луне, будут постоянно подвергаться воздействию космических лучей. Обычные неблагоприятные последствия ядерного расплавления будут там меньшей проблемой, поскольку никто не вдыхает и не ест радиоактивные осадки. Есть также много неиспользуемого пространства, о котором никто не плачет, если оно излучается в течение нескольких десятилетий. Если реактор сразу взорвется, радиоактивные осадки могут распространиться на большую площадь из-за низкой гравитации Луны. Но если бы обстоятельства не были необычайно плохими, это не имело бы большого значения.

Вопрос, кажется, подразумевает угрозу земле. Земля, кажущаяся с Луны, имеет телесный угол величиной 1,2 мср. Таким образом, из средней точки на Луне 99,99% ускользающего излучения не попадут на Землю, а остальное попадет в атмосферу и затем распространится по всей поверхности. Не будет проблемой.

Зарядка Земли

Я сомневаюсь, что можно значительно зарядить Землю. Но это даже не имеет значения, поскольку я понятия не имею, как запуск электронов на Земле приведет к получению полезной энергии на поверхности. Это подводит нас к сложному из трех вопросов: как энергия передается через атмосферу?

Передача энергии

Я не эксперт в этом и, вероятно, недостаточно изучил это, чтобы дать действительно образованный ответ, поэтому, пожалуйста, отнеситесь к этому с недоверием.

Если бы мне пришлось угадывать, какая технология будет использоваться для этой передачи, я бы сначала посмотрел на лазеры или микроволны. Передача микроволновой энергии имеет довольно долгую и многообещающую историю, и в статье 1992 г. Брауна, В.К.; Ивс, Э.Э., «Передача микроволновой энергии лучами и ее применение в космосе», показал, что преобразование в микроволны и обратно может быть возможным с эффективностью более 50%. Учитывая, что у лазеров может быть больше проблем с атмосферой, это вполне вероятный вариант. (В Интернете есть много материалов об этом. Поиск по словам «беспроводная передача энергии» или «беспроводная мощность» покажет множество текущих исследований.)

Вокруг луча может быть свечение, но не по первой причине, которая приходит на ум. Разработчики основного силового луча хотят, чтобы он как можно меньше взаимодействовал с атмосферой. То, что не взаимодействует, не светится.

Однако, в зависимости от точной технологии приемников, которую я не осмеливаюсь предсказать, луч может иметь высокую плотность мощности. В зависимости от орбиты Луны и потенциальных спутников перенаправления лучи могут со временем менять направление или переключаться между источниками и пунктами назначения. Учитывая, насколько осторожны люди в авиации, они могут захотеть заставить луч светиться преднамеренно, в качестве предупреждения для самолетов или, может быть, даже для птиц. Может быть, есть какой-то трюк, используя только правильные лазеры, чтобы создать цилиндрический предупредительный барьер вокруг луча?

Если это для сеттинга истории, я бы сделал несколько предположений, на которые я не знаю лучшего ответа, а затем придерживался бы их. Мы не знаем, как именно будет работать эта технология, но вы можете попытаться сделать последовательные оценки и исключить сценарии, содержащие невозможные плотности энергии. Помните, что любая неэффективность приемника нагревает его, делая невозможным передачу мощных лучей даже с немного неэффективными приемниками. Обратите внимание, что если приемников мало, распространение на Земле становится проблемой. Но нет смысла использовать несколько приемников, если энергетические лучи можно направить в любую точку Земли практически за те же деньги.

Бханте Нандия предположил в комментариях, что приемники могут быть удивительно большими, тонкими сетчатыми структурами, которые принимают очень большую длину волны. Это имеет несколько преимуществ. Во-первых, меньше необходимости перефокусировать луч, чего я не знаю, сколько дополнительных спутников и сколько потенциальной потери эффективности это будет стоить. Кроме того, он решает основную проблему высокой плотности мощности, приводящей к плавлению неэффективного приемника. Размер такого ресивера облегчил бы охлаждение — если оно вообще требуется.

Конечно, это усложняет развитие сюжета: он не был бы так полезен, как луч смерти. С другой стороны, возможно, злоумышленник может направить все доступные лучи на одну цель и перегреть приемники один за другим, что вызовет большие возгорания. Размер приемника также может быть где-то между крайностями, ограниченный средним размером по политическим причинам или тому подобное, так что объединенной плотности энергии всех доступных лучей достаточно, чтобы нанести ущерб.

Ни в одном из этих случаев магнитное поле Земли не пострадает. В любом случае лучи будут маленькими волнами, а не гигантскими полями; даже если бы они могли повлиять на это, во всех сценариях, кроме самых экстремальных научно-фантастических, их сила все еще низка в планетарном масштабе.

Лучший первый пост, который я когда-либо читал. Очень всеобъемлющий.
На самом деле передача микроволновой энергии не должна представлять никакой опасности для авиации или дикой природы. Ректенны будут иметь площадь в несколько квадратных километров, поэтому энергия на квадратный метр на самом деле будет довольно низкой по сравнению с солнечным светом. Ректенны могут быть построены даже над сельскохозяйственными угодьями и прочим — они не «плотные», как фотоэлементы. В этом районе будет немного теплее из-за микроволнового излучения, но это не похоже на гигантский луч смерти из космоса. На самом деле было бы сложно сделать такой плотный луч с Луны, гораздо проще рассеянный.
Эффективность 50% означает, что 50% теряется. - Но энергия не исчезает. Если это предназначено для обеспечения заметного количества энергии на Земле, а не на спутнике, эти 50% расплавят передатчик и приемник.
«выпадения могут распространиться на большую площадь из-за низкой гравитации Луны». Я не уверен, но думаю, что без атмосферы не так много радиоактивных осадков, которые можно было бы распространить. Конечно, есть электромагнитное излучение и гамма-лучи, но ни на одно из них гравитация не влияет больше, чем на свет.
@Taemyr Не обязательно, если большая часть этих 50% будет потеряна «по пути» в воздух, это не повредит передатчик / приемник.
@mb21 «Fallout» — это радиоактивные обломки, разбросанные взрывом. Это произойдет вне зависимости от того, есть атмосфера или нет. Меньшая гравитация будет означать, что выброшенные обломки будут двигаться дальше, а меньшее количество атмосферы означает меньшее сопротивление, что также означает, что они будут больше распространяться. У вас, конечно, не будет радиоактивного дождя (одна из опасностей здесь, на Земле), но осадки все же есть.
@Taemyr, это зависит от размера TX/RX. Современные электростанции легко охлаждают несколько гигаватт отработанного тепла.
@Taemyr - Часть 50% может заключаться в том, что антенна не поглощает эту часть. Эти микроволны будут проходить в землю и поглощаться земной корой и ядром.

В вашей предпосылке есть существенный недостаток: охлаждать вещи в вакууме очень сложно . У Луны действительно есть атмосфера, но она настолько тонкая, что может даже не существовать для всех практических целей. Это означает, что ваш единственный метод охлаждения — это прямое инфракрасное излучение, которое является наименее эффективным методом охлаждения. А на солнце вообще не работает. Редактировать : @BhanteNandiya указывает в комментариях ниже, что луна — это большой гудящий камень, и на ней довольно холодно! Конечно, достаточно холодно, чтобы охладить ядерный реактор в любой точке, поэтому геотермальное охлаждение, скорее всего, может решить проблему охлаждения сразу.

Итак, если считать, что проблема с охлаждением действительно решена, можно двигаться дальше.

Излучение энергии обратно

Микроволновая печь — единственное известное мне средство для передачи энергии на большие расстояния. По сути, один большой излучатель микроволнового луча на Луне, работающий от ваших ядерных реакторов, посылает большой толстый комок энергии в тарелку/коллектор.

Проблема с этим заключается в дисперсии затухания сигнала — в основном, чем дальше вы должны послать его, тем больше энергии вы потеряете в процессе. И попытка пробить атмосферу Земли действительно высосет ее из вашего луча, потому что теперь вы также добавляете затухание!

Вы можете в некоторой степени смягчить это, направив излучение на спутник на НОО и позволив ему позаботиться о его направлении на Землю. Я думаю (но не подкрепляю это ссылкой), что наиболее эффективные длины волн для больших расстояний (от Луны до НОО) сильно отличаются от наиболее эффективных для прохождения через атмосферу, поэтому использование спутника-ретранслятора, добавляя немного неэффективности процесса, может помочь улучшить систему в целом. Плюс каждый «отрезок» пути был бы короче, а значит, прицеливаться было бы легче.

Возможной альтернативой был бы большой старый лазерный луч, направленный на фотогальванический коллектор. Используйте зеркальную параболу, чтобы помочь собрать то, что в противном случае было бы потеряно из-за дисперсии сигнала, и перефокусировать его на панели меньшего размера. Преимущество этого метода заключается в том, что с помощью лазера вы можете выбрать свою длину волны, а затем спроектировать свою «солнечную панель» специально для этой длины волны, повысив эффективность. Однако я не знаю, как это в целом соотносится с использованием микроволновки.

Расплав

На самом деле они довольно редки, и когда они случаются, у вас обычно нет чернобыльских взрывов. Самый большой риск от любого плавления – радиационное загрязнение окружающей среды, особенно попадание в воду. На Луне без проблем.

На самом деле, мне очень трудно понять взрыв, достаточно мощный, чтобы отправить значительное количество радиоактивного материала в окружающую среду Земли, который не просто сгорел бы в атмосфере, но и не совершил бы сверхнеприятных вещей, таких как раскол Луны пополам! Я почти уверен, что ты в безопасности.

Опасности

Вы имеете дело с массивными мощными лучами, стреляющими высокими уровнями энергии прямо к Земле. Есть риски. В основном все это сводится к тому, что излучатель не попадает в цель и поражает что-то еще. Эффекты (будь то микроволновка или лазер) были бы сродни включению самой большой в мире паяльной лампы во что бы то ни стало. Однозначно не хорошо!

Это можно легко смягчить, используя низкоэнергетические лазеры для направления первичного луча. По сути, у вас было бы несколько штук, расположенных вокруг основного излучателя, с датчиками, наблюдающими, куда попадают эти лазеры. Когда излучатели начинают отклоняться от цели, датчики могут наблюдать за направляющими лучами, движущимися к цели, и динамически корректировать излучатель, чтобы он оставался на цели, или даже просто полностью отключить всю систему. Конечно, это не надежно, но значительно снизит риск промахов.

И у вас действительно не будет никакого отрицательного/положительного потенциала заряда, создаваемого этой системой между Землей и Луной. Не в последнюю очередь потому, что мы не излучаем электронику: мы используем излучение для производства тепла, которое производит пар, который приводит в действие турбины, которые используют магниты для создания электрического заряда, который приводит в действие микроволновый/лазерный излучатель, который генерирует излучение/фотоны, которые затем сиял через пространство. Ты в порядке.

Бонус: более дешевые альтернативы

К тому времени, когда у нас появится возможность размещать ядерные установки на Луне и направлять вырабатываемую ими энергию обратно на Землю, у нас будут относительно портативные термоядерные реакторы ; синтез безопаснее и чище, чем деление. И вернемся к царству «зеленой энергии», ветра и солнца в сочетании с достижениями в области хранения электроэнергии, и это заставляет меня серьезно задуматься, а потребуются ли нам когда -нибудь атомные электростанции, излучающие энергию с Луны. Энергия приливов — еще один многообещающий источник энергии, хотя и в первую очередь для прибрежных районов.

Но если вы твердо настроены на ядерные реакторы, излучающие энергию через космос, гораздо более дешевым вариантом будет просто построить свой завод посреди Антарктиды и направлять энергию на спутниковую сеть на орбите, которая, в свою очередь, будет передавать энергию. туда, где это необходимо во всем мире. Требуется меньше усилий для охлаждения реакторов — просто откройте окна! ;) -- и меньшие усилия для излучения энергии (нет необходимости пересекать огромную пустоту), но в остальном в основном те же технологические требования без дополнительных затрат и хлопот, связанных с полетом почти на 400 мегаметров на Луну -- в 10 раз больше окружности Земли!

Вы наткнулись на часть сюжетной линии... взламывая эту установку. Хороший ответ
При охлаждении Луна находится в вакууме, но представляет собой громадный огромный кусок скалы, который служит довольно приличным радиатором, особенно на полюсах, где она представляет собой холодную скалу. Таким образом, вы можете наиболее эффективно использовать геотермальное охлаждение — просто сбросить тепло в горную породу. Отработанное тепло можно также использовать для плавления подземного водяного льда, и эта цель может помочь сделать такую ​​схему полезной (например, если вам нужна вода для лунных колоний или для экспорта на космические станции).
Затухание сигнала должно быть гораздо меньшей проблемой в вакууме. Кроме того, проблема не в дрейфе системы прицеливания, а в лунных землетрясениях, любые возмущения в системе прицеливания будут усиливаться на очень большом расстоянии.
@BhanteNandiya На самом деле это действительно хороший момент, я не подумал об этом. Луна достаточно велика, чтобы дать вам практически бесконечный радиатор. Я отредактирую это в своем ответе, спасибо.
@LieRyan Затухание сигнала связано не только с отражением луча от атмосферы по пути (хотя вы правы в том, что в почти вакууме космоса это по сути не имеет значения), но и с несовершенствами в выравнивании самого луча. - увеличение на 400 мм от Луны до Земли, даже малейшие несовершенства в выстраивании всех маленьких фотонов в лазерном луче будут означать, что некоторые из них просто промахнутся, независимо от того, насколько точна ваша цель. Что касается "дрейфа", то я имел в виду любые источники/накопления неточности в наведении луча.
Разница в расстоянии между лучами от Луны до НОО или до поверхности Земли незначительна. НОО находится на расстоянии порядка 100 км и выше (давайте сыграем по-хорошему и скажем, что 400 км), и, как уже отмечалось, Луна находится на расстоянии 400 мм. Это разница в 1000 раз. И это игнорирует орбитальный период на НОО, отмахиваясь от этой очень серьезной трудности.
Кроме того, на самом деле это не затухание сигнала; доставляется такое же общее количество энергии, но она распределяется по большей площади (которая растет пропорционально квадрату расстояния: удвойте расстояние, и вы получите в четыре раза больше площади). Это не обязательно непреодолимая проблема сама по себе; рассмотрим Очень большую решетку и что были серьезные предложения (не уверен, что это было сделано) связать радиотелескопы через половину Земли, чтобы увеличить апертуру антенны.
Не забывайте, что Луна находится в 1,3 световых секундах от Земли, поэтому ваши направляющие лазеры должны добраться от Луны и обратно, прежде чем излучатель поймет, во что он попадает. Вы могли бы взорвать гигаватт (средний размер ядерного реактора) энергии не в ту вещь в течение примерно 3 секунд, прежде чем исправить.
@MichaelKjörling Я не считаю 4 порядка «незначительными». Особенно, когда, как вы указываете, дисперсия (вы правы, моя ошибка) луча увеличивается с квадратом расстояния, что делает дисперсию на 8 порядков больше на этом расстоянии!
@DeanMacGregor Отличный момент. Я предполагал, что компьютеры, отвечающие за все это, будут отслеживать перемещения в течение длительного времени и, таким образом, увидят «ползучесть» еще до того, как это станет проблемой, но любое внезапное изменение могло иметь катастрофические последствия. Можно было бы смягчить его, посылая короткие импульсы, а не постоянный луч — но вы правы, у вас может быть целых 3 секунды горения на неправильной цели, прежде чем вы даже поймете, что что-то не так, а затем еще 1,3 секунды после того, как вы повернете его . как "хвост" заканчивает транзит !
@Kromey Либо вы неправильно прочитали мой комментарий, либо я плохо выразился, либо я неправильно понял, что мы обсуждали. Я хотел сказать, что разница между 400,0 Мм и 400,4 Мм (где 400,4 Мм = 400,0 Мм + 400 км) или, если на то пошло, между 400,0 Мм и 399,6 Мм, пренебрежимо мала. Или вы имели в виду вывести на низкую околоземную орбиту спутники, вырабатывающие энергию? (Я прочитал это как излучение с Луны на спутник LEO, а затем вниз на поверхность Земли.)
@MichaelKjörling Ах! Я невнимательно прочитал ваш комментарий, приношу свои извинения. Моя точка зрения заключалась в том, что (я думаю, но не могу подтвердить) вызовы на больших расстояниях (400 Мм) отличаются с точки зрения дисперсии сигнала, чем на расстоянии 400 км с точки зрения затухания сигнала, т. е. думаю (но, опять же, не могу сослаться или подтвердить), что наиболее эффективным средством излучения энергии является одна длина волны для 400 Мм, а затем вторая для 400 км через атмосферу. Я, конечно, могу ошибаться, но даже если это так, я думаю, что сеть спутниковой ретрансляции все равно имеет преимущества.
@Kromey Спутниковые ретрансляционные сети также имеют значительные недостатки. Но обсуждение этого не является целью комментариев. (Кстати, «кило» — единственный префикс СИ с положительной степенью десяти, который при сокращении пишется строчной буквой «к». Так что правильно «км», а не «км», а « Мм" для 1000 км и "мм" для 1/1000 м.)
@MichaelKjörling Dangit, я всегда об этом забываю!
Отличные моменты, на самом деле это вписывается прямо в сюжетную линию. Эта спутниковая ретрансляционная сеть не является чем-то, что я рассматривал, но в этом формате она имеет смысл... также позволяет перехватывать ее на низкой околоземной орбите и использовать для космических станций и других околоземных орбитальных аппаратов. И даже с сетью спутников на низкой околоземной орбите полное отсутствие их и столкновение с Землей все еще вполне возможно. Любой комментарий относительно эффекта (или цвета) этого луча, пропускающего спутники и падающего на Землю (будет ли он виден?)
@Twelfth Луч в пути будет невидимым, так как нечему отражать луч (а если бы он был, у вас была бы целая куча проблем с эффективностью!). Луч, падающий на Землю, сделает почти то же самое, что я упомянул в своем ответе выше: он сожжет то, что попадет. Не «мгновенное испарение», заметьте, это больше похоже на… ну, зайдите на YouTube и посмотрите видео о приготовлении крем-брюле, это должно дать вам хорошее представление.
@Kromey - Ха, +100 комментарий крем-брюле. Я надеялся на визуальный сигнал, когда он ударит, но четкий «луч смерти», расплавляющий землю, работает на меня.
@ Двенадцатый Кто -то в луче, вероятно, увидит это на мгновение, прежде чем их сетчатка поджарится (ну, лазер; микроволны все равно не видны), но у них будет очень плохой день. Кто-то за пределами луча просто увидит, как что-то начинает таять и/или гореть. Вероятно, много тепловых искажений, и, вероятно, вы увидите, как область освещается, как будто кто-то направил на нее гигантский фонарик (разумеется, соответствующего цвета — и опять же только с лазером).
@Kromey Геотермальное охлаждение плохо работает на Луне. Но лунотермальное охлаждение работает гораздо лучше. ;)
Обратите внимание, что «сгорание» радиоактивных материалов в атмосфере не приводит к их исчезновению. Радиоактивные материалы являются элементарными. Они по-прежнему являются радиоактивными атомами, даже если тепло повторного входа в атмосферу заземлит их и превратит в плазму.

Аналогичная идея была предложена японской компанией в прошлом году. Симидзу вместо ядерных реакторов построил бы обширные массивы солнечных элементов в полосе вокруг Луны, а затем использовал бы комбинацию лазеров и микроволн для передачи энергии обратно на Землю.

Передача энергии

Как указано выше, план Симидзу, похоже, использует геостационарные спутники для передачи энергии обратно на Землю, что также было моей первой мыслью. Ретрансляция через один или несколько спутников приводит к некоторой неэффективности, но позволяет использовать небольшое количество стационарных приемных станций, что снижает затраты на инфраструктуру. Это обеспечило бы известное местоположение и углы для лучей передачи, уменьшив вероятность взаимодействия с ними воздушных и космических кораблей.

Этот XKCD: что, если? обеспечивает некоторые верхние пределы «безопасных» уровней передачи энергии через атмосферу Земли. В статье о проекте Симидзу указывается предполагаемая мощность в 13 000 тераватт (вероятно, в год). Если бы микроволны не были настроены на сильное взаимодействие с атмосферой (тратя энергию впустую), вероятно, не было бы никакого видимого свечения.

Расплав

Ответ Vandroiy очень хорош на это. Любая опасность для Земли будет минимальной

Зарядка Земли

Неа. Вы бы не посылали в космос голые электроны, а только фотоны высокой энергии (микроволны и лазеры). Солнце постоянно посылает нам их множество.

1 терраватт равен 1 терраватт-часу в час, или около 43% мирового текущего потребления электроэнергии. 1 ТВт/год не имеет смысла как величина, описывающая мощность электростанции. 1 ТВтч в год составляет около 10% от выработки электроэнергии типичной угольной электростанцией. Я подозреваю, что он имел в виду среднюю мощность 1 ТВт. (Все сравнительные значения взяты из Wolfram Alpha).
Как упомянул @Taemyr, такая цифра, как «13 000 тераватт», является совершенно разумным числом (здесь игнорируется его величина), тогда как «13 000 тераватт в год» вообще не имеет смысла. Если только вы не отправляете электростанцию ​​каждый год, каждая из которых способна выдавать 13 ПВт.

Вы можете полностью игнорировать риск расплавления на Луне. Долгосрочная безопасность на Луне требует 6 футов земли или эквивалентного радиационного экрана против космических лучей в любом случае — все, что не должно быть на поверхности, будет захоронено. Если бы реактор расплавился, вы бы просто запечатали туннели, ведущие к нему, и все. Нет утечки радиации, нет необходимости в очистке.

Если бы он как-то взорвался (совсем другая последовательность аварий, Чернобыль взорвался только из-за крайней глупости ответственного лица в сочетании с крайне неудачным решением при проектировании реактора), это все равно не было бы проблемой, поскольку все за адекватную щит в любом случае - космические лучи намного горячее, чем все, что выпускает реактор.

Это оставляет излучающую силу. Было продемонстрировано излучение IIRC с эффективностью более 90%. Проблема заключается в дальности — если вы хотите сфокусировать его достаточно мало, чтобы попасть в приемник, вам понадобится очень большая передающая антенна — и, в отличие от спутников на солнечной энергии, базирующихся в космосе, вы должны строить ее в гравитационном поле.

Пожар реактора, как в Чернобыле, не будет большой проблемой на Луне из-за нехватки кислорода для поддержки горения. Так что он будет очень горячим, пока ядро ​​не расплавится и радиоактивный материал не распространится слишком далеко, чтобы поддержать реакцию.

Поскольку вы хотите проверить реальность, давайте проверим ваш сценарий. Во-первых, вы утверждаете, что ядерная энергетика представляет какую-то опасность — в чем эта опасность?

Смертность от источников энергии (смертей/триллионкВтч)

Уголь - в среднем по миру 170 000 (50% мировой электроэнергии)

Уголь - Китай 280 000 (75% электроэнергии Китая)

Уголь - 15 000 долларов США (44% электроэнергии США)

Нефть 36 000 (36% энергии, 8% электроэнергии)

Природный газ 4000 (20% электроэнергии в мире)

Биотопливо/биомасса 24 000 (21% мировой энергии)

Солнечная (на крыше) 440 (< 1% мирового электричества)

Ветер 150 (~ 1% мировой электроэнергии)

Гидроэнергетика - в среднем 1400 (15% мировой электроэнергии)

Атомная энергия – в среднем по миру 90 (17% мирового электричества с Chern&Fukush)

http://www.forbes.com/sites/jamesconca/2012/06/10/energys-deathprint-a-price-always-paid/

Заметили, как мало смертей из-за ядерного оружия? Если завтра вся энергия, вырабатываемая углем, будет преобразована в ядерную, это позволит избежать 99,947058823% смертей, связанных с углем.

Также обратите внимание, что большая часть смертей от атомной энергии связана со старыми технологиями. Большинство реакторов на самом деле старые, особенно те, которые «расплавились» (например, чернобыльские) и IIRC основаны на старых конструкциях и технологиях 1960-х/1970-х годов. Вполне вероятно, что это причина вашего беспокойства по поводу теплоносителя, пространства для плавления и т. д. Однако будущее ядерной энергетики не за этим.

Взгляд Билла Гейтса на наше энергетическое будущее - http://www.ted.com/talks/bill_gates?language=en

Вполне возможно, что число смертей на триллион кВтч может быть значительно снижено (на порядок?) с помощью современных конструкций и технологий — путей, в разработку которых многие важные люди и компании вкладывают значительные усилия. Мы говорим о системах, которые (в зависимости от конкретного предложения) являются отказоустойчивыми, пассивными, работают на отработанном топливе и производят очень мало отходов или вообще не производят их.

Итак, как мы обнаружили, ядерная энергетика очень безопасна и, вероятно, станет намного безопаснее (и эффективнее) в будущем. Таким образом, основная цель вашего предложения недействительна. Я хочу оставить вас с мыслью - какой у вас Чернобыль?

Ваше решение по снижению риска для ядерной энергетики состоит в том, чтобы отправить ее в космос, а затем «направить» огромное количество энергии на землю — каковы ваши условия отказа?

  • Будет ли база укомплектована людьми, сколько людей погибнет из-за расстояния, дефицита медикаментов, несчастных случаев в необычных условиях, стоимости космической радиации и низкой гравитации тела?
  • Сколько погибнет из-за несчастных случаев либо при создании ракет, либо при их использовании? В конце концов, ракеты — это гигантские, ненадежные, ядовитые взрывоопасные трубы.
  • Что произойдет, если ваши ракеты, спутники или «луч» непреднамеренно вызовут синдром Кесслера? Именно здесь какое-то возмущение (например, столкновение) изменяет баланс/количество обломков на земной орбите настолько, что они начинают сталкиваться друг с другом и спутниками, тем самым увеличивая обломки и т. д. и т. д. ... это может привести к потере всех спутников, космические путешествия и доступ к самому космосу не только сейчас, но и на сотни лет. Сколько это будет стоить с точки зрения жизни, финансов и технологий?
  • Насколько велики будут приемные станции на земле, сколько погибнет при строительстве и обслуживании.
  • Какие бы лучевые технологии не предполагали безопасность, действительно ли это безопасно? Было бы интересно наблюдать за долговременным воздействием огромных объемов энергии, передаваемых по беспроводной сети, на погоду, окружающую среду и радиацию.
  • Что произойдет, если луч прервется? Поскольку это предназначено для повышения безопасности, ему придется выдавать значительный процент от нашей мощности, чтобы оказать заметное влияние на Землю. Итак, если он не сработает, что это будет означать на земле?
Это очень верно. Я предполагаю, однако, что Двенадцатый использует это больше как предлог для создания сценария передачи энергии. Вероятно, было бы неплохо отредактировать аргументацию атомных станций на Луне: там может быть хороший источник ядерного топлива. Если Земля использует много ядерной энергии и доступность топлива становится проблемой по любой комбинации причин, люди могут заинтересоваться добычей и использованием урана на Луне.
Все это очень верно, очень важно и, надеюсь, станет широко известным в реальном мире. Однако люди глубоко иррациональны в отношении риска. Для целей построения мира легко представить себе третью крупную ядерную аварию, возможно, вызванную террористами, которая навсегда отпугнет человечество от (наземной) ядерной энергетики. Учтите, что Германия постепенно отказывается от атомной энергетики из-за Фукусимы. Печально, но правдоподобно, что от всей технологии можно отказаться.
@ npsf3000 - Спасибо за урок зеленой энергии. Допустим, происходит воздействие в стиле Тунгуски... что произойдет, если это воздействие будет на площадке сбора сточных вод. Что случается? Могут ли современные атомные электростанции выдержать это и при этом контролировать уровень радиации? В мире, свободном от стихийных бедствий, ваше мнение имеет силу. Помните, что это ступенька к колонизации Луны (сначала энергия, потом промышленность). Если бы я хотел обсуждения ядерной безопасности, я бы разместил этот пост на экологическом форуме. Голосование за удаление за фааааар не по теме.
Ваши цифры необъективны и вводят в заблуждение. Смерть — не единственная опасность ядерных аварий, и ущерб от таких аварий со временем продолжает расти в гораздо большей степени, чем от угля. Мы едва поцарапали поверхность радиоактивных осадков (смеется) с Фукусимы. Я согласен с принципом вашего аргумента, хотя.
Аргумент в порядке, если предпосылкой было препятствовать производству ядерной энергии здесь, на Земле. Предпосылка заключается в опасностях, которые (как бы хорошо мы ни справлялись с этим на Земле) не действуют на Луне, что делает ее идеальной для производства энергии там, что делает этот ответ довольно не по теме.

Я только что нажал ctrl-F для поиска слова «мазер». Я удивлен, что он не появляется. MASER = LASER, за исключением того, что вместо L для «света» MASER использует M для «микроволны».

Итак, суть?

Дело в том, что много говорят о рассеивании СВЧ-луча. У лазеров не было бы этой проблемы (почти столько же), потому что лазерные лучи не (сильно) рассеиваются (по сравнению с нелазерным светом).

Но опять же, есть нечто, называемое МАЗЕРОМ... которое, как вы уже могли догадаться, похоже на лазер в том смысле, что луч остается сфокусированным, а мазер — это микроволновый луч. «Когерентный» Вот это слово: лазеры и мазеры — это лучи когерентного электромагнитного излучения, и они остаются в значительной степени сфокусированными, узкими лучами, когда они излучаются из своих источников.

В сторону: Мазеры были изобретены ДО лазера. Это действительно одно и то же, но они «из» разных частей электромагнитного спектра (из микроволнового и нановолнового спектров соответственно).

Это классная идея... излучать энергию как мазер/лазер. Было бы интересно представить, что существует "газер"... источник когерентного гамма-излучения. ЭТО концентрировало бы МНОГО энергии (из-за чрезвычайно высокой частоты в гамма-лучевой части электромагнитного спектра. Конечно, не ясно, что может быть ЛИБО источником ИЛИ приемником газера. Но гамма-излучение производится реакции деления/синтеза (я ошибаюсь?) и, возможно, какой-нибудь умный инженер сможет понять, как сконфигурировать «реакционный сосуд» для непосредственного производства газогенератора без грязного промежуточного этапа выработки тепла и использования его для привода турбины для вращения прошедших магнитов. катушки, чтобы индуцировать электричество, чтобы управлять мазером или лазером (не говоря уже о газере... сумасшедший!)... так что... реакционный сосуд НЕПОСРЕДСТВЕННО производит газер, а потом... не знаю, как его получить. Это был бы ОЧЕНЬ особенный материал. Это должно быть что-то вроде неслыханной "вещи"... Я бы сказал (например) какое-то квантово-механическое устройство (тупое выражение... все квантово-механическое!... но вы знаете, что Я имею в виду. Может быть). Может быть, просто сказать, что это

(1) массив микрочерных дыр, которые отфильтровывают (узко сфокусированное) гамма-излучение и преобразуют его в... Черт возьми, почему бы не сказать, что взаимодействие между интенсивным гамма-излучением и массивом (фильтром) микрочерных дыр создает сильно локализованное и модулирующее гравитационное поле ... и гравитационное поле непосредственно приводит в действие насос, который поднимает воду вдоль откоса (из которого вода может стекать обратно под действием земного притяжения, конечно, для выработки гидроэлектроэнергии). Знаете ли вы, что озера Гурон и Эри находятся на высокой стороне 100-километрового откоса, у подножия которого находится озеро Онтарио? ... Вы можете представить, что великие озера наполовину пусты (почему? не знаю. Вы сами понимаете это), и эта машина может перекачать половину озера Онтарио в озера Эри и Гурон примерно за 12 часов. Ты знаешь как? Газер может проходить прямо сквозь землю (гамма-излучение!) и по-прежнему питать «насосы», даже когда земля повернута «не в ту сторону». Конечно, это тысячи насосов вдоль откоса от района вокруг реки Ниагара до полуострова Брюс. Гидрогенерация, полученная в результате этого, питает всю Северную Америку (где предприимчивые люди давно придумали хранить избыточную энергию для экспорта... например, синтетической нефти).

(2) Вместо набора микрочерных дыр, «отфильтровывающих» гамма-лучи, вы можете просто создать (совершенно особенный) полупроводник. По сути, вы могли бы представить, что этот полупроводник может улавливать гамма-излучение и преобразовывать его непосредственно в электричество... примерно так же, как солнечные батареи делают для видимого света. Однако этот «особый» полупроводник должен был бы быть действительно особенным, если бы гамма-излучение не проходило сквозь него. ... Не уверен, как представить, как это будет работать ... он должен иметь свойства, выходящие далеко за рамки «традиционных» полупроводников. Это должно было бы основываться на каких-то особых квантовых состояниях, индуцированных самой структурой полупроводника... Возможно, микрочерные дыры подвешены в полупроводнике! :) ... в любом случае, эта машина могла бы производить электричество прямо из газового генератора. без плавления. Как-то. :) Эй... почему он должен производить электричество. Не так полезно, как прямое производство углеводородов (нефти) ... особый вид топливного элемента, работающий в обратном направлении (огромное количество CO2 и воды должны были бы поступать в этот топливный элемент, работающий на газе, и огромное количество масла (и кислорода). из него). Электричество на самом деле не так уж и хорошо... электричество - это средство передачи энергии... оно не является средством хранения энергии. Нефть (синтетическая или другая) гораздо полезнее, поскольку она является носителем энергии и ее можно носить с собой/торговать/упаковывать. особый тип топливного элемента, работающего в обратном направлении (огромное количество CO2 и воды должно было бы поступать в этот топливный элемент, работающий от газа, и огромное количество масла (и кислорода) вытекало бы из него). Электричество на самом деле не так уж и хорошо... электричество - это средство передачи энергии... оно не является средством хранения энергии. Нефть (синтетическая или другая) гораздо полезнее, поскольку она является носителем энергии и ее можно носить с собой/торговать/упаковывать. особый тип топливного элемента, работающего в обратном направлении (огромное количество CO2 и воды должно было бы поступать в этот топливный элемент, работающий от газа, и огромное количество масла (и кислорода) вытекало бы из него). Электричество на самом деле не так уж и хорошо... электричество - это средство передачи энергии... оно не является средством хранения энергии. Нефть (синтетическая или другая) гораздо полезнее, поскольку она является носителем энергии и ее можно носить с собой/торговать/упаковывать.

Простота НЕПОСРЕДСТВЕННОГО производства газогенератора из специального атомного реактора (на Луне) и направления его на специальный приемник на Земле, который НЕПОСРЕДСТВЕННО производит синтетическую нефть... довольно круто! :)

Гамма-излучение не проникает в атмосферу Земли, если оно не является высокоэнергетическим. Для справки см. en.wikibooks.org/wiki/Basic_Physics_of_Nuclear_Medicine/… : всего 62 метра атмосферы ослабят пучок в 500 кэВ вдвое. Поскольку гамма-излучение является ионизирующим излучением, в случае неправильного направления луча возникнут дополнительные проблемы со здоровьем. МАЗЕР, вероятно, является самым простым способом направить энергию обратно на Землю.

Поскольку на большинство вопросов об этом были даны ответы, за исключением того, как передавать энергию на землю, я даю возможное решение: космический лифт .

Этот ублюдок «мог» использоваться для транспортировки материалов на Луну, таким образом, давая возможность оставлять свинцовую трубу охлажденной до 7,2 градусов по Кельвину, придавая ей сверхпроводящие свойства.

С другой стороны, завершение нанобатарей было успешным, что дало небольшому самолету SSTO, работающему от электричества, возможность переносить заряженные банки энергии с Луны на Землю.

Просто помните, что конструкция космического лифта чрезвычайно чувствительна к весу материала троса. Ваша сверхпроводящая «свинцовая труба» вполне может привести к провалу жизнеспособной конструкции космического лифта. Кроме того, нет никакой реальной причины использовать свинец. Нанотрубки могут быть изоляторами, проводниками или полупроводниками в зависимости от расположения листа графена относительно длины трубки. Проводящий графен — лучший несверхпроводящий материал, который я знаю — он также легкий и очень прочный на растяжение.
Я думаю, что это последняя проблема. Сначала вам нужно найти материал, который выдержит собственный вес и вес свинца И вес охлаждающей жидкости.

Нет, вы не можете излучать энергию с Луны.

Кажется, все забыли о потере свободного пространства. Для микроволн с частотой 2 ГГц, исходящих с далекой (400 000 км) Луны, потери в свободном пространстве составляют 211 дБ. Если бы вы излучали вниз мощность 13000 ТВт (13 x 10 ^ 15 Вт, что составляет 161 дБВт), на Землю она пришла бы как 161 - 211 или -50 дБВт, что означает 10^-5 Вт или 0,01 милливатт...

Можем ли мы «излучать» энергию с Луны?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v