Юный техник, 2015 № 08

В настоящее время японское космическое агентство JAXA, а также некоммерческая полугосударственная организация «Японские космические системы», являющиеся заказчиками технологии, разрабатывают два варианта поставки солнечной энергии.

Один из них включает в себя огромную квадратную панель с длиной стороны 2 км, верхняя часть которой будет покрыта фотогальваническими элементами, а нижняя — передающими антеннами. Системы управления и коммуникации будут располагаться в отдельном блоке, связанном с панелью 10-км проводами. Другой вариант предполагает установку огромных зеркал рядом с двумя солнечными панелями. Эти зеркала, находясь в свободном полете, без привязки (в прямом смысле) к панели или передатчику, будут круглосуточно отражать солнечный свет на панели.

Первые применения

В то же время изобретатели думают и над тем, как на практике применять устройства, использующие «энергию из окружающей среды». Так, компания Volvo заявила, что совместно со шведским транспортным управлением строит экспериментальный участок дороги длиной около 500 м. По специальному покрытию будет курсировать автобус Hyper Bus, который будет заряжаться по воздуху.

Кстати, электробусы Volvo Hyper Bus уже ездят по шведскому городу Гетеборгу. Однако они пополняют заряд своих аккумуляторов в самом конце маршрута — через специальную установку с быстрой проводной зарядкой. Время полной «заправки» составляет от 5 до 8 минут.

Если эксперимент с новыми дорогами удастся, то автобусы Volvo Hyper Bus смогут подзаряжаться во время движения по маршруту.

В любом случае, рано или поздно на смену традиционным зарядкам придут новые технологии, которые окажутся более экономичными и смогут всегда выручить вас, если в зоне доступности не окажется электророзетки. Это поможет не прервать важный разговор, отправить экстренное сообщение, закончить срочную работу или просто скоротать время за развлечениями в дороге или при ожидании. Не исключено, что в самом ближайшем будущем электрическая подзарядка вообще уйдет в прошлое, а портативные устройства, подключаемые к розетке, станут архаизмом.

Схема экспериментальной установки для получения энергии из космоса и внешний вид приемных антенн.

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ

Защита от землетрясения

Все это немного походит на научную фантастику. Тем не менее, возможность защиты зданий, строений и сооружений от землетрясений с помощью сейсмического «плаща-невидимки» может стать реальной. Идея заключается в том, чтобы окружить строение специальным барьером, который воспрепятствует проникновению сейсмических колебаний под фундамент.

Сейчас наши соотечественники из Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» и группа исследователей-математиков из английского Килского университета под руководством профессора Юлия Каплунова в рамках совместного проекта изучают перспективы создания специальных материалов, способных делать как бы невидимыми для землетрясений объекты, в основании которых они заложены. Учеными разработан уникальный математический аппарат, позволяющий эффективно исследовать выявленную профессором Каплуновым волну — первопричину разрушений на земной поверхности во время подземных толчков, а также описывающий методы борьбы с ней.

Подход российских ученых примечателен тем, что они изначально поставили перед собой цель понять все первопричины разрушений, вызываемых землетрясениями, а также найти эффективные методы борьбы с ними. В частности, установлено, что из всех видов сейсмических волн, которые порождают подземные толчки, в первую очередь нужно изучить так называемые поверхностные волны Релея — именно они вызывают наибольшие разрушения.

Ученые смогли показать, что волна Релея описывается почти такими же соотношениями, как и волна света. Явления на первый взгляд разные, но математическая модель у них одинаковая. Если опустить все математические сложности и упростить ситуацию до предела, то можно сказать, что учеными разработана конструкция своеобразного мола, о который будут разбиваться сейсмические волны, примерно так же, как бетонные сооружения на побережье не дают разгуляться волнам морским.

«Задача, которую нам теперь предстоит решить, это поиск подходящего метаматериала, который мог бы послужить основой для защитных конструкций. При взаимодействии с такой конструкцией волны Релея будут уходить в стороны, не повреждая защищаемого сооружения. Такие метаматериалы, в принципе, уже существуют, например, на основе меди», — уверяет Ю. Каплунов.