Solara - перший комерційний атмосферне "супутник" на сонячній енергії
На одному з аеродромів, розташованих на сході міста Моріарті, Нью-Мексико, знаходиться величезний ангар під номером 76. Цей ангар є одночасно офісом і майстерні компанії Titan Aerospace, де фахівці цієї компанії займаються створенням висотних літальних апаратів-роботів серії Солара, які можуть знаходитися в повітрі безперервно протягом кількох років і літають тільки за рахунок енергії, одержуваної від енергії променів Сонця.
Перший з літальних апаратів, Solara 50 матиме близько 3 тисяч фотогальванічних елементів, якими буде покрита вся поверхня його крил, розмах яких буде дорівнює 50 метрів. Цей літальний апарат, призначений для польоту в стратосфері на висоті близько 20 кілометрів, де атмосфера завжди спокійна і постійна. Літальні апарати типу Solara називають атмосферними "супутниками" з-за того, що вони можуть виконувати безліч функцій, властивих космічним апаратам, які перебувають на низькій навколоземній орбіті. Це забезпечення покриття широкосмугових бездротових комунікацій і стільникового зв'язку, висотна зйомка, спостереження, контроль державних кордонів, спостереження за атмосферою Землі та багато іншого.
Але, на відміну від штучних супутників, такі атмосферні "супутники" мають набагато меншу власну вартість і вартість їх запуску. Крім цього, у разі необхідності, висотний літальний апарат може бути посаджений на землю, де можна буде провести його модернізацію, ремонт та заміну обладнання. І літальний апарат Solara 50 стане першим комерційним атмосферним "супутником", які зможе виконувати більшість з перерахованих вище функцій. Перші випробування літального апарату Solara 50 будуть проведені вже в цьому році, а виробництво апаратів буде розпочато в 2015 році.
Компанія Titan Aerospace є далеко не першою компанією, яка працює в даному напрямку. Піонером у цій області була компанія AstroFlight, "сонячний" літальний апарат якої піднявся в повітря в 1974 році. У 1980 році "сонячний" літальний апарат компанії AeroVironment перетнув Ламанш, а в 2001 році літальний апарат цієї компанії піднявся на висоту 29 кілометрів і провів там близько 40 хвилин часу. А в 2010 році британська компанія QinetiQ довела повну працездатність ідеї тривалих "сонячних" польотів з допомогою літального апарату Zephyr, який провів у повітрі близько двох тижнів.
На жаль, жодної з перерахованих вище компаній так і не вдалося комерціалізувати розроблені ними технології. Це відбулося в силу декількох причин, до яких можна віднести низьку ефективність сонячних батарей, обмежену ємність і довговічність акумуляторних батарей, малу надійність надлегкої конструкції літальних апаратів, яка з легкістю може бути пошкоджена при підйомі на висоту крізь "бурхливі" нижні шари атмосфери. "Якщо простежити історію подібних проектів, то можна помітити, що всі такі літальні апарати були зруйновані, потрапивши лише в дуже слабкі атмосферні збурення" - розповідає Кевін Джонс (Kevin Jones), один з космічних інженерів, що працюють на американських військових.
Але ключові технології, необхідні для реалізації довгострокових висотних польотів, досить "назріли" до теперішнього часу. Ефективність сонячних батарей збільшилася з 10 до 40 відсотків, а акумуляторні батареї вже мають високу надійність і високі показники щільності збереженої енергії по відношенню до ваги активної маси батареї. Матеріали, на основі сполук з вуглецевого волокна, мають досить високу міцність і малу вагу, з них можна виготовляти конструкції літальних апаратів, розраховані на тривалу безперервну експлуатацію.
З урахуванням рівня розвитку сучасних технологій реалізація висотних польотів, тривалість яких обчислюється місяцями, вже реалізована. Більш тривалі польоти, з урахуванням прогнозів, стануть можливими не раніше ніж через кілька років. "Літієві акумулятори, які будуть забезпечувати політ апарату в нічний час, можуть витримати близько 200 циклів, чого достатньо для безперервного шестимісячного польоту" - розповідає Кевін Джонс, - "Про більш тривалі строки перебування на повітрі можна буде говорити лише тоді, коли з'являться високоефективні технології отримання водню з води, його накопичення і високоефективного його перетворення в енергію за допомогою паливних елементів".