1954년 타워형 태양열 발전소 제안
우마로프의 태양 에너지에 대한 비전은 놀라울 정도로 일찍 시작되었다. 1954년 전소련 학회에서 그는 헬리오스탯 필드를 갖춘 타워형 태양열 발전소 개념을 제안했다 — 추적 거울(헬리오스탯) 배열이 태양광을 타워 상부에 설치된 중앙 수신기로 집중시키는 설계이다. 이 구조는 현재 캘리포니아의 아이반파 시설에서 모로코의 누르 단지에 이르기까지 전 세계의 현대 집광 태양열 발전(CSP) 시설의 기반이 되고 있다.
1954년에 이 아이디어는 비현실적일 정도로 선구적인 것으로 여겨졌다. 그러나 우마로프는 포기하지 않았고, 그의 개념은 결국 타슈켄트 인근의 대형 태양로에서 실현되었다.
태양열 부서 설립, 1963년
1963년, 우마로프는 핵물리학에서 태양열 기술로의 결정적인 전환을 이루었다. 그는 우즈벡 과학아카데미 물리기술연구소에 4개 연구실과 1개 설계국으로 구성된 태양열 부서를 설립했다. 이것은 단순한 조직 개편이 아니었다; 태양 에너지 과학 및 공학에 전념하는 완전히 새로운 연구 인프라의 창조였다.
우마로프의 지도 아래 이 부서는 소련에서 가장 생산적인 태양 에너지 연구 그룹 중 하나로 성장했다. 타슈켄트는 "태양열 기술자들의 메카"로 알려지게 되었으며, 소련 전역과 해외에서 연구자, 대표단, 협력자들이 모여들었다.
이 부서의 연구는 태양 에너지 과학의 전 영역에 걸쳐 있었다:
- 태양 집광기 설계 및 광학 분석
- 평판형 및 진공관형 집열기 개발
- 태양열 구동을 위한 스털링 엔진 최적화
- 열에너지 저장 시스템
- 태양 복사의 농업 응용
- 태양열 담수화 기술
헬리오테크니카 학술지 창간
우마로프는 과학 분야에는 연구실과 연구자뿐만 아니라 출판 매체도 필요하다는 것을 인식했다. 그는 태양 에너지 연구 전문 동료심사 학술지인 헬리오테크니카를 창간하고 부편집장을 역임했다. 이 학술지는 소련 태양열 기술 연구의 주요 출판 매체가 되었다.
놀랍게도, 헬리오테크니카는 오늘날에도 계속 발행되고 있다. 슈프링거가 Applied Solar Energy라는 제목으로 국제적으로 재발행하여, 원래 러시아어로 발표된 연구를 전 세계 과학계가 접할 수 있도록 하고 있다. 이 학술지는 우마로프의 가장 지속적인 제도적 기여 중 하나이며, 설립자보다 30년 이상 오래 존속하고 있다.
유네스코 파리, 1973년: 인류를 위한 태양
1973년, 우마로프는 파리에서 열린 유네스코 국제 심포지엄 "인류를 위한 태양"에 참가했다. 이 획기적인 학회는 세계 석유 위기로 인해 대체 에너지원이 갑자기 시급해진 시기에 세계 최고의 태양 에너지 연구자와 정책 입안자들을 한자리에 모았다.
프랑스 체류 중 우마로프는 피레네 산맥에 위치한 오데이요 태양로를 방문했다 — 당시 세계 최대의 태양로로, 3,500°C 이상의 온도를 달성할 수 있었다. 오데이요 시설은 우마로프에게 깊은 인상을 남겨, 소련에서 일사량이 가장 높은 지역 중 하나인 우즈베키스탄에 유사한 시설을 건설해야 한다는 그의 확신을 강화시켰다.
같은 해, 우마로프는 "비루니, 코페르니쿠스, 그리고 현대 과학"을 출간했다 — 중앙아시아의 중세 과학 황금기에서 현재까지 지적 계보를 그으며, 이 지역이 다시 한번 세계 과학을 이끌 수 있다고 주장했다.
생일 프레젠테이션: 1975년 12월 25일
소련 태양 에너지 역사에서 가장 중요한 발표 중 하나가 1975년 12월 25일 — 우마로프 자신의 생일 — 에 이루어졌다. 이날 우마로프는 훗날 소련 국방부 장관이 되는 드미트리 표도로비치 우스티노프가 의장을 맡은 군산복합체 위원회에 태양로의 원리를 시연했다.
이미 1975년 초 우마로프는 국가과학기술위원회(GKNT) 위원장 V.A. 키릴린에게 태양로 시작품을 시연한 바 있었다. 키릴린은 깊은 인상을 받고 프로젝트에 지지를 보냈다.
키릴린의 지지와 우스티노프의 군산복합체 위원회 승인이 결합되어 결정적인 결과를 가져왔다. 태양로 프로젝트는 과학적 열망에서 국가 우선 과제로 격상되었다.
소련 공산당 결의: 1976년 5월 5일
1976년 5월 5일, 소련 공산당 중앙위원회와 소련 각료회의는 타슈켄트 인근에 대형 태양로(LSF) 건설을 승인하는 합동 결의를 채택했다. 이것은 비범한 제도적 성취였다: 소련 정부 최고 수준에서 중앙아시아의 태양 에너지 시설에 국가 자원을 투입하도록 지시하는 결의였다.
이 결의는 우마로프의 수십 년에 걸친 옹호, 연구, 정치적 참여의 직접적인 결과였다. 그의 1954년 제안, 1963년 부서 설립, 학술지, 국제적 참여, 1975년 시연이 없었다면 이 결의는 내려지지 않았을 것이다.
대형 태양로, 1987년
대형 태양로는 1987년에 S.A. 아지모프 원사의 지도 아래 타슈켄트 외곽 파르켄트 마을 인근에 완공되었다. 이 시설은 각각 직경 6미터인 62개의 헬리오스탯 필드를 사용하여 대형 포물면 집광기 위로 태양광을 유도한다. 집중된 빔은 초점에서 3,000°C를 초과하는 온도를 달성할 수 있다.
대형 태양로는 다음과 같은 용도로 설계되었다:
- 재료 시험 — 극한 온도에서 세라믹, 금속, 복합재의 거동 연구
- 태양 화학 — 집광 태양 복사를 이용한 고온 화학반응 유도
- 천체물리학적 시뮬레이션 — 행성 표면과 항성 대기에서 발견되는 열적 조건 재현
- 산업 가공 — 순수 재료 생산을 위한 태양열 방법 개발
대형 태양로는 오늘날에도 가동 중이며, 세계에서 몇 안 되는 이러한 시설 중 하나로 남아 있다. 이것은 가장 구체적인 의미에서 우마로프의 비전에 대한 물리적 기념비이다 — 태양광을 항성 표면에 필적하는 온도로 변환하는 강철과 유리의 구조물이다.
핵물리학에서 태양 에너지로
우마로프가 핵물리학에서 태양열 기술로 전환한 것은 한 분야를 버리고 다른 분야로 간 것이 아니었다. 오히려 일관된 비전을 반영하는 것이었다: 핵반응과 태양 복사는 동일한 기본 물리학의 발현이다. 태양은 결국 핵융합 반응로이다. 우마로프는 단지 태양의 에너지를 양쪽 끝에서 — 실험실에서는 아원자 수준에서, 사막에서는 행성 수준에서 — 연구하기로 선택한 것이다.