Узбекские ученые создали мощный солнечный лазер

Первый образец самого мощного на планете солнечного лазера, который будет способен разрезать стальные листы, как масло, заработал в Узбекистане. Установку питает энергией крупнейший в мире концентратор солнечных лучей с размером большого вогнутого зеркала почти в половину футбольного поля. Концентратор сосредоточивает в фокусе лучистую энергию мощностью до миллиона ватт. Координирует осуществление проекта «Разработка оптимальной технологии преобразования солнечной энергии в лазерное излучение» самый молодой исследовательский центр страны – Институт материаловедения НПО «Физика - Солнце» Академии наук Узбекистана.

В реализации проекта также участвуют Институт ядерной физики и НПО «Академприбор». Исследования ведутся в расположенном в 45 километрах от Ташкента научном городке в голубых отрогах Тянь-Шаня. Здесь на высоте в тысячу метров над уровнем моря и находится уникальный концентратор солнечных лучей. Это огромное и фантастическое по виду сооружение высотой более 40 метров было спроектировано и возведено в конце прошлого века с участием большого коллектива ученых под руководством известных узбекских физиков академиков Садыка Азимова и Тухтапулата Рискиева. Главное зеркало концентратора имеет вогнутую внутрь по форме параболоида вращения поверхность, на которую направляют солнечные зайчики расположенные амфитеатром еще 62 огромных зеркала. Они в течение светового дня, как подсолнухи, автоматически поворачиваются вслед за Солнцем и посылают его лучи на главное зеркало.

Дальше собранный ими поток света направляется в технологическую башню в восемь этажей, где узбекские ученые и установили экспериментальный солнечный лазер. Непосвященному в суть дела посетителю верхний этаж технологической башни, скорее всего, напомнит металлургический цех. Только перед ним окажется не мартеновская печь, а солнечная. Здесь жар дневного светила, перенесенный лучами сквозь огромные просторы космического холода, вновь ожив в кривизне зеркал, оказывается собранным в огненном клубке диаметром в 40 сантиметров и готов расплавить почти любой известный на нашей планете материал. И не удивительно - ведь в фокусе концентратора могут создаваться температуры свыше 3000 градусов по шкале Цельсия.

Управляемый человеком энергетический сгусток, напоминающий шаровую молнию и вобравший в себя неукротимую солнечную энергию, способен выполнить самые экзотические работы. По проекту концентратора предусмотрено с помощью гигантского солнечного зеркала получать сверхчистые и тугоплавкие материалы, испытывать на лучевую стойкость узлы новейшей техники и т.д.

Теперь узбекским ученым удалось применить гигантский концентратор для обеспечения энергией мощную лазерную установку. Самой большой трудностью для создателей уникального лазера стала проблема предотвращения его перегрева. По специально разработанной программе контролирует охлаждение монокристаллических стержней лазера дистиллированной водой компьютер. «Электронному мозгу» также поручено следить и за количеством поступающей от Солнца лучистой энергии. Ее оказалось вполне достаточно для преодоления энергетического порога, при котором в лазере стержни из монокристаллов алюмо-иттриевого граната, активированные редкоземельным металлом необием, начинают испускать мощный узкий пучок света длиной волны в 1,06 микрона. Область применения солнечных лазеров самая широкая.

В химических технологиях они помогут корректировать ход реакций при получении материалов с запланированными качествами. В металлургии такие установки нужны при обработке тугоплавких материалов. В связи – для передачи мощных потоков информации на дальние расстояния. При этом лазеры будут гораздо эффективнее радиорелейных и кабельных линий. И, конечно, без лазерной связи не обойтись в космосе. Она позволит осуществлять передачу информации между искусственными спутниками Земли, на Луну, Марс и другие космические объекты. Даже посылать сигналы к недавно открытым рядом с некоторыми звездами планетам.

Самое главное – новый тип лазера решает грандиозную проблему создания на земной орбите солнечных энергетических станций, где сила излучения светила в 1,5 – 2 раза более мощная. Такая станция на располагающемся на высоте 40 тыс. метров над поверхностью Земли геостационарном спутнике могла бы передавать мощный поток энергии на наземный приемный пункт, например, расположенный в пустыне Кызылкумы. Однако прежде чем запустить установку с солнечным лазером в космос, его было необходимо испытать в земных условиях. Это и сделали узбекские ученые, доказавшие в эксперименте, что мощные солнечные лазеры успешно могут работать и в солнечных энергетических потоках в наземных условиях.

Опыты по проверке работоспособности солнечных лазеров на орбите, куда доставка каждого килограмма груза обходится в солидную сумму, потребовали бы многомиллиардных затрат в американских долларах. Автор идеи создания мощного солнечного лазера на базе Большой солнечной печи и участник проектирования уникального концентратора лучистой энергии координатор проекта «Разработка оптимальной технологии преобразования солнечной энергии в лазерное излучение» физик–инженер Абдухаким Фазылов сообщил корреспонденту UT, что создание в Узбекистане мощного солнечного лазера открывает дорогу нашей стане для вхождения в клуб государств с современными космическими технологиями. Открывающиеся перспективы трудно переоценить.