Der Vorschlag einer Turm-Solaranlage, 1954
Umarows Vision für Solarenergie begann bemerkenswert früh. Auf der Unionskonferenz im Jahr 1954 schlug er das Konzept eines Turm-Solarkraftwerks mit Heliostatfeld vor — ein Design, bei dem eine Anordnung nachführender Spiegel (Heliostaten) das Sonnenlicht auf einen zentralen Empfänger an der Spitze eines Turms konzentriert. Diese Architektur bildet heute die Grundlage für moderne konzentrierende Solarkraftwerke (CSP) weltweit, von der Ivanpah-Anlage in Kalifornien bis zum Noor-Komplex in Marokko.
Im Jahr 1954 galt die Idee als visionär bis hin zur Impraktikabilität. Dennoch beharrte Umarow, und sein Konzept sollte schließlich im Großen Solarofen nahe Taschkent verwirklicht werden.
Gründung der Helio-Abteilung, 1963
Im Jahr 1963 vollzog Umarow den entscheidenden Übergang von der Kernphysik zur Heliotechnologie. Er gründete die Helio-Abteilung am Physikalisch-Technischen Institut der Usbekischen Akademie der Wissenschaften, bestehend aus vier Laboren und einem Konstruktionsbüro. Dies war keine geringfügige Umstrukturierung; es war die Schaffung einer völlig neuen Forschungsinfrastruktur, die der Solarenergiewissenschaft und -technik gewidmet war.
Unter Umarows Leitung wuchs die Abteilung zu einer der produktivsten Solarenergie-Forschungsgruppen in der Sowjetunion. Taschkent wurde als das „Mekka der Heliotechniker" bekannt — ein Zentrum, das Forscher, Delegationen und Mitarbeiter aus der gesamten UdSSR und dem Ausland anzog.
Die Arbeit der Abteilung umspannte das gesamte Spektrum der Solarenergiewissenschaft:
- Design und optische Analyse von Solarkollektoren
- Entwicklung von Flachplatten- und Vakuumröhrenkollektoren
- Optimierung von Stirling-Motoren für Solarantrieb
- Thermische Energiespeichersysteme
- Landwirtschaftliche Anwendungen der Sonnenstrahlung
- Solare Entsalzungstechnologie
Gründung der Zeitschrift Heliotechnika
Umarow erkannte, dass ein wissenschaftliches Fachgebiet nicht nur Labore und Forscher benötigt, sondern auch ein Publikationsorgan. Er gründete und diente als stellvertretender Chefredakteur der Heliotechnika, einer begutachteten Fachzeitschrift für Solarenergieforschung. Die Zeitschrift wurde zum wichtigsten Publikationsorgan für sowjetische Heliotechnologie-Forschung.
Bemerkenswerterweise wird Heliotechnika noch heute herausgegeben. Sie wird international von Springer unter dem Titel Applied Solar Energy veröffentlicht, wodurch die ursprünglich auf Russisch publizierte Forschung der globalen wissenschaftlichen Gemeinschaft zugänglich wird. Sie steht als einer von Umarows nachhaltigsten institutionellen Beiträgen — eine Zeitschrift, die ihren Gründer um mehr als drei Jahrzehnte überlebt hat.
UNESCO Paris, 1973: Die Sonne im Dienst der Menschheit
Im Jahr 1973 nahm Umarow am internationalen UNESCO-Symposium „The Sun at the Service of Humanity" (Die Sonne im Dienst der Menschheit) in Paris teil. Diese wegweisende Konferenz brachte die weltweit führenden Solarenergieforscher und politischen Entscheidungsträger zusammen, zu einer Zeit, als die globale Ölkrise alternative Energiequellen plötzlich dringend erforderlich machte.
Während seines Aufenthalts in Frankreich besuchte Umarow den Solarofen in Odeillo in den Pyrenäen — damals der weltweit größte Solarofen, der Temperaturen über 3.500 °C erreichen konnte. Die Odeillo-Anlage machte einen tiefen Eindruck auf Umarow und bestärkte seine Überzeugung, dass eine ähnliche Einrichtung in Usbekistan gebaut werden sollte, wo die Sonneneinstrahlungswerte zu den höchsten in der Sowjetunion gehörten.
Im selben Jahr veröffentlichte Umarow „Biruni, Kopernikus und die moderne Wissenschaft" — und zog damit eine intellektuelle Linie von Zentralasiens mittelalterlichem wissenschaftlichem Goldenen Zeitalter bis zur Gegenwart, mit der Behauptung, dass die Region einmal mehr in der Weltforschung führend sein könne.
Die Geburtstagspräsentation: 25. Dezember 1975
Eine der folgenreichsten Präsentationen in der Geschichte der sowjetischen Solarenergie fand am 25. Dezember 1975 statt — Umarows eigenem Geburtstag. An diesem Tag demonstrierte Umarow die Prinzipien eines Solarofens vor der Militärisch-Industriellen Kommission, unter dem Vorsitz von Dmitri Fjodorowitsch Ustinow, der später sowjetischer Verteidigungsminister werden sollte.
Bereits Anfang 1975 hatte Umarow einen Solarofen-Prototyp W.A. Kirillin demonstriert, dem Vorsitzenden des Staatskomitees für Wissenschaft und Technik (GKNT). Kirillin war beeindruckt und unterstützte das Projekt.
Die Kombination aus Kirillins Unterstützung und der Genehmigung durch Ustinows Militärisch-Industrielle Kommission erwies sich als entscheidend. Das Solarofenprojekt wandelte sich von einer wissenschaftlichen Ambition zu einer nationalen Priorität.
Der KPdSU-Beschluss: 5. Mai 1976
Am 5. Mai 1976 verabschiedeten das Zentralkomitee der Kommunistischen Partei der Sowjetunion (KPdSU) und der Ministerrat der UdSSR gemeinsam einen Beschluss, der den Bau eines Großen Solarofens (GSO) nahe Taschkent genehmigte. Dies war eine außerordentliche institutionelle Leistung: ein Beschluss auf höchster Ebene der sowjetischen Regierung, der nationale Ressourcen für eine Solarenergieanlage in Zentralasien bereitstellte.
Der Beschluss war das direkte Ergebnis von Umarows jahrzehntelanger Forschungsarbeit, politischem Engagement und wissenschaftlicher Überzeugungsarbeit. Ohne seinen Vorschlag von 1954, seine Abteilung von 1963, seine Zeitschrift, seine internationale Beteiligung und seine Demonstrationen von 1975 wäre der Beschluss nicht erlassen worden.
Der Große Solarofen, 1987
Der Große Solarofen wurde 1987 in der Nähe des Dorfes Parkent außerhalb von Taschkent unter der Leitung von Akademiemitglied S.A. Asimow fertiggestellt. Die Anlage nutzt ein Feld von 62 Heliostaten mit jeweils 6 Metern Durchmesser, um das Sonnenlicht auf einen großen Parabolkonzentrator zu lenken. Der konzentrierte Strahl kann am Brennpunkt Temperaturen von über 3.000 °C erreichen.
Der GSO wurde konzipiert für:
- Werkstoffprüfung — Untersuchung des Verhaltens von Keramiken, Metallen und Verbundwerkstoffen unter extremen Temperaturen
- Solarchemie — Durchführung von Hochtemperatur-Reaktionen unter Verwendung konzentrierter Sonnenstrahlung
- Astrophysikalische Simulation — Nachbildung der thermischen Bedingungen auf Planetenoberflächen und in Sternatmosphären
- Industrielle Verarbeitung — Entwicklung solarbetriebener Methoden zur Herstellung reiner Materialien
Der Große Solarofen ist noch heute in Betrieb und zählt zu den wenigen solchen Anlagen weltweit. Er ist im konkretesten Sinne das physische Denkmal für Umarows Vision — ein Bauwerk aus Stahl und Glas, das Sonnenlicht in Temperaturen verwandelt, die der Oberfläche von Sternen nahekommen.
Von der Kernphysik zur Solarenergie
Umarows Übergang von der Kernphysik zur Heliotechnologie war kein Aufgeben eines Fachgebiets zugunsten eines anderen. Vielmehr spiegelte er eine kohärente Vision wider: Sowohl Kernreaktionen als auch Sonnenstrahlung sind Manifestationen derselben fundamentalen Physik. Die Sonne ist schließlich ein Kernfusionsreaktor. Umarow entschied sich einfach, die Energie der Sonne an beiden Enden zu erforschen — auf subatomarer Ebene im Labor und auf planetarer Ebene in der Wüste.