Большая солнечная печь — редкий и уникальный научный объект. Это масштабный оптический комплекс, предназначенный для фокусировки потока солнечной энергии высокой плотности, способного мгновенно нагревать исследуемый материал (например, тот или иной сплав) до температуры более 3000 градусов. В таких экспериментах создают новые высокопрочные материалы — высокочистые тугоплавкие сплавы, жаропрочную керамику, востребованные в высокотехнологичных отраслях — оборонке, авиации, космонавтике.
Подобных объектов в мире всего два. Первой стала запущенная а 1968 году Одейлийская солнечная печь мощность 1 МВт во Франции. Второй объект — гелиокомплекс "Солнце", расположенный в Узбекистане, в 45 км от Ташкента на высоте 1100 м в предгорьях Тянь-Шаня. Советская солнечная печь имеет мощность 700 кВт.
Проектировали объект с оглядкой на французский опыт в 1970-х годах. Выбор места определили не только геологические изыскания (комплекс расположен в сейсмоопасной зоне, но стоит на едином скальном массиве) но и постоянная для этих мест сухая и солнечная погода (270 дней в году), способствующая проведению экспериментов. Особый вклад в “позиционирование” объекта внес и академик Садык Азимович Азимов — глава ФТИ, выдающийся советский специалист в области ядерной физики и высоких энергий. Под его руководством в Узбекистане были построены многие научные объекты, включая циклотрон, нейтронный генератор, корпус по производству гелия и т.д.
"Солнце" строили долгие 6 лет. Объект был построен в 1987 году (за год до смерти Азимова), и его масштаб поражает даже сейчас. Комплекс сооружений включает в себя гелиостатное поле, концентратор, технологическую башню, лабораторно-технический корпус.
Энергию солнца собирают гелиостаты — расположенные в шахматном порядке 62 зеркальных панели 7,5×6,5 м, общей площадью 3022 кв. м.
Каждое зеркало состоит из 195 отдельных фацетов, и автоматически поворачиваются вслед за солнцем. Реализовано это было при помощи датчиков освещенности.
Гелиостат мог поворачиваться в двух плоскостях. Долговечность фацетов (почти все из 12090 шт “живы” и сейчас) достигнута путем особой технологии вакуумного напыления алюминиевого отражающего слоя.
Гелиостаты отражают солнечные лучи на самый большой в мире параболический концентратор — самую визуально эффектную часть комплекса.
Концентратор — это неподвижное вогнутое зеркало размером 54×47 м (площадь отражающих элементов 1840 кв.м.), состоящее из 10 700 элементов размером 0,45×0,45 м.
Сфокусированный зеркалами солнечный поток направляется в приемно-рабочую камеру, между экспериментами закрытой жаростойкими створками.
Во время опытов, температура внутри печи превышает 3000 градусов Цельсия — достаточно, чтобы расплавить любой сплав и получить на его основе новый высокопрочный материал, обладающий заданными свойствами.
Мощности печи вполне достаточно, например, для ежедневного производства 2.5 тонн высокочистого циркония. И именно здесь проводили исследования защитной термостойкой керамики для космического корабля “Буран”.
Оборудование гелиокомплекса "Солнце" медленно ветшает и приходит в упадок, но лифт на седьмой технический этаж все еще работает. Отсюда открывается вид на обратную сторону концентратора.
На шестом этаже концентратора находится пирометрическая лаборатория и пульт управления работой печи.
Лабораторный корпус выполнен в лучших традициях советского монументального пост-модерна. С годами запылившиеся декоративные стеклянные панели над окнами издалека выглядят словно строительные леса, отчего можно подумать, что тут идут реставрационные работы.
Но в действительности, хотя объект сохранил поддержку РАН и называется Физико-техническим институтом (ФТИ) НПО «Физика-Солнце», и научные работы тут все еще ведутся, говорить о прорывах не приходится.
Дело в том, что гигантская солнечная печь была предназначена для того, чтобы проводить опыты в масштабах сотен и тысяч килограмм материалов. Сейчас масштаб производства наноматериалов в институте Солнца рассчитывается в граммах, и для таких опытов достаточно малой солнечной печи с полутораметровым концентратором, фокусирующей лучи в точку диаметром 2 см. Такие на территории тоже есть, с их помощью на потеху туристам можно быстро выполнить сварку металлов и вскипятить чай.
Сфокусированный одним небольшим зеркалом солнечный луч режет металл при температуре 2000 градусов, как горячий нож сливочное масло. Трудно себе представить мощность светового потока в сотни тысяч раз более мощного…
Да, что-что, а в СССР умели в науку. Которая, в свою очередь, умела управлять и силой Солнца. Учитывая, что уникальный гелиокомплекс проработал всего несколько лет, как тут не вспомнить притчу про Дедала Икара. Советские крылья были сделаны из жаростойких материалов, но от падения (которое еще не закончилось) это все равно не спасло.
Блистающий осколок высокоразвитого государства, некогда существовавшего на этих землях, все еще напоминает о том, что не стоит решительно забывать прошлое, ведь без него нет и будущего.
