„ფოტოვოლტური სისტემები კოსმოსში – მთვარის ვარგისიანობა დამოუკიდებელი წარმოებისთვის“

 კოსმოსი, კაცობრიობის ტექნოლოგიური განვითარების წინახაზია. არამიწიერი სამყაროს ძიებამ, რომელიც გასული საუკუნის მეორე ნახევრიდან სამეცნიერო-ტექნიკური წინსვლის ერთ-ერთი მთავარი შემოქმედია, თანამედროვე საზოგადოებისთვის განუყრელი მრავალი აღმოჩენა თუ გამოგონება განაპირობა. საბოლოო ჯამში, სწორედ კოსმოსური ექსპედიციებისთვის ენერგიის ალტერნატიული წყაროს ძიებას უნდა ვუმადლოდეთ მზის ენერგიის უმნიშვნელოვანეს წყაროდ მოაზრებასა და შესაბამისი ტექნოლოგიის დახვეწა-განვითარებას.

 1954 წლის 25 აპრილს, Bell ლაბორატორიის მიერ მკვეთრად გაზრდილი მარგი ქმედების კოეფიციენტის (მ.ქ.კ) მქონე სილიციუმის ფოტოვოლტური მოდულის წარდგენას დაუყოვნებლივ მოყვა სრულად მზის ენერგიით უზრუნველყოფილი კოსმოსური აპარატის შექმნა. 1958 წელს, ამერიკის შეერთებული შტატებიდან გაშვებულ იქნა Vanguard 1 – საკმაოდ მცირე ზომის სატელიტი სილიციუმის რამდენიმე ფოტოვოლტური მოდულით, რომლებიც ჯამში 1 ვატზე ნაკლებს გამოიმუშავებდა. სწორედ ამ აპარატის, როგორც განახლებადი ენერგეტიკის ერთ-ერთი პიონერის, წარმატებამ განაპირობა ფოტოვოლტური ტექნოლოგიის სწრაფი განვითარება სილიციუმის აწ უკვე მოძველებული პანელებიდან (მ.ქ.კ – 20%) ულტრათანამედროვე, გალიუმ-დარიშხანის (GaAs), სპილენძ-ინდიუმ-გალიუმ-სელენიდის (CIGS), სპილენძ-თუთია-კალა-სულფიდის (CZTS), ინვერტირებულ-მეტამორფულ, მრავალფენიან მოდულებამდე (მ.ქ.კ – 35%, არაკონცენტრირებული მზის სინათლე). შეითავსა რა რადიოიზოტოპურ-თერმოელექტრული გენერატორების (RTG) როლი შიდა მზის სისტემის მისიების ენერგო უზრუნველყოფაში, მზის ენერგიის კოსმოსურ სისტემათა კვლევა, მრავალი საინტერესო და პოტენციურად “რევოლუციური“ მიმართულებით განვითარდა, თუმცა ამჯერად, ყურადღება შევაჩეროთ მთვარეზე, როგორც ფოტოვოლტური პანელების ადგილობრივი რესურსებით წარმოების ყველაზე აქტუალურ ობიექტზე.

 საერთაშრისო კოსმოსურ სადგურს ენერგიით, სილიციუმის ათასობით ფოტოვოლტური უჯრედი უზრუნველყოფს, რომლებსაც ჯამში 84-120 კილოვატი ელექტროენერგიის წარმოება შეუძლია. ბუნებრივია, მსგავსი ზომის სისტემას, რომელიც, ამასთანავე, დღევანდელი სტანდარტებით უაზროდ მძიმე სილიციუმის პანელებისგან შედგება, საკმაოდ დიდი მასა აქვს. ეს უკანასკნელი კი, იმის გათვალისწინებით, რომ 1კგ. ტვირთის ორბიტაზე გატანა დღევანდელი მონაცემებით 22 000 დოლარი ჯდება, საკმაოდ დიდ ხარჯებს უტოლდება. დედამიწის თანამგზავრის ზემოთხსენებული კუთხით მოაზრებაც, უმეტესწილად, სწორედ ამ პრობლემამ განაპირობა. იდეა, რომელიც დღესდღეობითაც კი არაინფორმირებული მსმენელისთვის ზედმეტად ამბიციური და არარეალურია, ჯერ კიდევ 90-იან წლებში გაჩნდა და დიდი დაინტერესებაც ჰპოვა მთვარის ფიზიკურ-გეოლოგიური მახასიათებლების გამო. პირველ რიგში, მთვარის გაქცევის სიჩქარე (2,37 კმ/წ) გაცილებით ნაკლებია დედამიწისაზე (11,18 კმ/წ), რაც, ცხადია, მნიშვნელოვნად შეამცირებს მზა პანელების სადგურამდე, სატელიტამდე თუ ხომალდამდე მიწოდების ფასს. ნავარაუდებია, რომ ეს სხვაობა ულტრათანამედროვე სარაკეტო სისტემებისა და მთვარის ზედაპირზე ფოტოვოლტური სისტემების გამართული წარმოების ხელშეწყობით, მილიარდ დოლარზე მეტით შეამცირებს მარსისკენ პილოტირებული მისიის ფასს.

 არანაკლებ იმედის მომცემია მთვარის გეოლოგიური მახასიათებელი. მისი ქანები, დედამიწის მსგავსად, გამოირჩევა უხვი სილიციუმით, რომელიც მოიაზრებოდა კიდეც მთავარ კანდიდატად ადგილობრივი წარმოების ნახევრადგამტარისთვის. ამ შემთხვევაში ხომ ფოტოვოლტური პანელისთვის საჭირო მასალათა უმეტესობა მთვარის ზედაპირზე არის მოპოვებადი. სახელდობრ, შესწავლილ ნიმუშებში უხვად არის ალუმინი, დამაკმაყოფილებელი რაოდენობით ტიტანი, საკმაოდ წმინდა ნიკელ-რკინის მარაგი მეტეორიტულ ნარჩენებში და, ბუნებრივია, კაჟმიწიდან (Si2O) მოპოვებადი ბოჭკოვანი მინა. აპოლოს მისიონერების მიერ მოპოვებული ნიადაგის ნიმუშები, ძირითადად, სამი მინერალისგან შედგება – ილმენიტი – FeTi03, ანორთიტი – CaAl2Si2O8 და პიროქსენი – (Ca, Mg, Fe)SiO3. ამ მინერალთა ძირითადი შემადგენლობა პროცენტულად ასე გამოიყურება: 

 საგრძნობლად მცირე გაქცევის სიჩქარის გარდა, მთვარის გრავიტაცია, რომელიც დედამიწის გრავიტაციის მეექვსედია, თითქმის არარსებულ, უკიდურესად გაიშვიათებულ ატმოსფეროზეც არის პასუხისმგებელი. შეიცავს რა დაახლოებით 106 მოლეკულას კუბურ სანტიმეტრზე, ტექნიკურად ეგზოსფერო, სავარაუდოდ არგონი-40, ჰელიუმი-4, ჟანგბადის, მეთანის, აზოტის, ნახშირბადის მონოოქსიდისა და ნახშირბადის დიოქსიდისგან უნდა შედგებოდეს. ეს უკანასკნელიც მორიგი ხელშემწყობი ფაქტორია ფოტოვოლტური სისტემების წარმოებისთვის, რომლის გარკვეული ეტაპები, მოგეხსენებათ, ხშირად, ხელოვნურ ვაკუუმში მიმდინარეობს. აპოლოს მისიის მიერ დაფიქსირებული წნევა 1,599864⋅10^-9 პასკალის ფარგლებში კი ამ კომპონენტს თავისთავად უზრუნველყოფს.

 ცხადია, რომ დედამიწის თანამგზავრის ეს ფიზიკურ-გეოლოგიური მახასიათებლები ადგილობრივ წარმოებას ლოკალურად მოპოვებული ნედლეულით უაღრესად მიმზიდველს ხდის. აღსანიშნავია, რომ რამდენიმე წლიანი პასიურობის შემდეგ ეს იდეა უფრო და უფრო აქტუალური ხდება, რაც ადამიანის ჯერ კიდევ არნახული, მზარდი კოსმოსური ამბიციების დამსახურება უნდა იყოს. დღესდღეობით, მთვარეს ამ კუთხით აქტიურად განიხილავს ევროპის კოსმოსური სააგენტო, რომელიც აგრეთვე, სილიციუმის, როგორც სტანდარტული ნახევრადგამტარის, ალტერნატივებსაც იკვლევს კოსმოსური წარმოებისთვის.