據《南華早報》報導,中國科學家龍樂豪已經透露,中國將利用超重型火箭,在太空建立一座巨型太陽能發電站,且因其巨大的發電量,被稱為「太空中的三峽大壩」。
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人類有關太空探索與太空資源利用的想法從未停止。早在 1940 年,美籍猶太人科幻作家 Isaac Asimov 就曾在其科幻小說中提出了有關太空太陽能電站的構想;而在 1968 年,美國科學家 Peter Glaser 也提出了一個「太陽能發電衛星計劃」,該計劃設想在太空建立一個巨型太陽能電池陣,以將太陽能轉換為電能,並輸送至地球供人類使用。
而對於太空太陽能電站的構想,據香港《南華早報》本月稍早報導,中國科學家龍樂豪已經透露,中國將利用超重型火箭,在太空建立一座巨型太陽能發電站,且因其巨大的發電量,被稱為「太空中的三峽大壩」:
我們現在正在研究這個計劃,這是一個令人難以置信的項目,值得我們期待。
這項計劃的重要性,相當於將整個三峽大壩轉移到距離地球 3.6 萬公里的同步軌道上。
一年產生的能量?
據龍樂豪估計,在太空中,每平方米的太陽能至少能夠產生 1,300 瓦的熱能,因此將這些能量收集之後,採用微波或激光等形式傳回地球,並轉為電能將是這一太空電站的主要運行方式。
如果在 3.6 萬公里的太空軌道上,鋪設一條一公里寬的太陽能電池帶用來接收能量,一年下來,這一方案所產生的能量,可能將相當於從地球上一年開採出的石油能量。
中國的太空太陽能電站進程
據了解,要實現太空太陽能電站計劃,需要克服建造、發電、傳輸這三點難題,中國在 2008 年正式提出要建造太空太陽能電站後,也持續在推動工作,其針對以上三點困難的主要解決方案為:
1. 建造:在 2022 年,中國太空空間站宣佈完成建設,其中包括天河核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙,以及一個載人飛船和一個貨運飛船,中國宣告已經具備了在太空進行建設、組裝發電站的能力。
2. 發電與儲存:為了解決這一問題,中國當局在 2014 年組織超過 120 多名專家進行討論,最終提出所謂的「逐日工程」,即空間太陽能電站系統項目。在 2018 年啟動該項目後,最終在 2024 年 1 月,中國方面宣佈已經正式建成世界首個全鏈路、全系統的空間太陽能電站地面驗證系統。
3. 傳輸:對於傳輸問題,中國在重慶啟動了另一項目,名為高功率無線微波傳能技術,專注於研究如何將電能與微波能量相互轉化,不過目前這項計劃仍在進行中。
其他國家進展
實際上,對於建造太空太陽能電站的計劃,不僅只有中國在行動。作為第一個提出太空光伏項目的國家,美國加州理工學院的天基太陽能團隊就在 2023 年 1 月初,成功發射了名為 SSPD-1 的小型實驗衛星;同年 6 月,該團隊宣佈該衛星成功演示了微波電力傳輸技術,證明在太空建立太陽能電站的可能性。
另外,英國的 Space Solar 公司,目前也在計劃與冰島的相關公司合作,開發空間太陽能電站,原理仍然是通過在太空收集太陽能,並利用無線輸電技術將能量傳回地球使用。
不過值得注意的是,即使當前中國透露正推動這一工作不斷發展,但太空電站的建設可能遠遠比我們想象中的更加困難,包括各種設備的材料的選擇與使用,整個工程的資金消耗等,都是影響這一計劃的重要因素,因此我們具體能在什麼時候看到這項計劃的成功,目前還有很大的未知數。
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