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2024年1月,美國釋出太空發電站可行性報告,中國:十年前已開建

作者:滄海閱銘
2024年1月,美國釋出太空發電站可行性報告,中國:十年前已開建
主要信源:NASA 《New Study Updates NASA on Space-Based Solar Power》2024.1.11

前言

2024年1月11日,美國宇航局在官網,釋出了一份關于“美國宇航局關于天基太陽能發電”的報告,報告中提出在太空建設發電站的技術是可行的。

而大陸太空發電站項目,在十年前就已開建!

為何科技發達的美國總是慢大陸一步?

2024年1月,美國釋出太空發電站可行性報告,中國:十年前已開建

報告的“自相沖突”

近些年來,大陸在航空領域發展迅速,随着4月25日神舟十八号的成功發射,大陸定下的航天目标逐一實作,并且還将北鬥衛星完成組網,信号覆寫全球。

不僅如此,大陸在2014年還啟動了關于“太空發電站”立項,并且太能發電站項目上收獲了不少成果。

這時候,美國宇航局(NASA)似乎有點坐不住了,在今年的1月11日在官網上釋出了一份長達108頁的報告分析。

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這份報告分析主要,針對美國航天在未來太空可持續性發展的分析報告,其中NASA除了提出目前的“太空很繁忙”。

表示,目前由于人類頻繁增加近地軌道衛星活動以及使用衛星星座、自主航天器和商業太空目的地的計劃,導緻目前的在地球軌道中的航天器十分擁擠,太空碎片也持續增加。

這應該問一問馬斯克的“星鍊計劃”,這可是要發射42000顆近地軌道衛星,絕對是導緻太空航天器擁擠的主要原因。

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不僅如此,還提出了針對美國在太空中建設發電站上進行了可行性分析,分析出目前在技術上是能夠實作太空發電站的。

并且針對太空發電站計劃十分重視,希望能夠引起美國政府的注意,盡早對美國太空發電站的進行立項和調研。

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并且表示如果美國政府,能夠在近期成立項目組進行研究,那麼美國有能力在20年内實作美國太空發電站的建設。

但是報告中有一個非常沖突的點,除了提出了太空發電站很好,将會讓美國在太空能源領域獲得可持續性的發展,但是又表示目前太空發電站的建設成本要比地面普通發電站成本,在12倍到80倍。

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這是肯定啊,畢竟要将不少裝置發射到太空,成本肯定會很貴,但是如果能夠支援在航天領域發展,後續肯定會減少更多的衛星和航天器的發射成本。

是以,這就是美國政府願不願意盡早投資的問題了,其實沖突的不隻是報告,還有NASA官網的有時候發出資訊“自相沖突”。

今年一月份,美國宇航局還釋出了一份“美國宇航局報告對天基太陽能持悲觀态度”,一會悲觀,一會突然就可行了。

不過,也能說得通,悲觀是因為前期投入資金太大,是以悲觀,報告方案可行性是方案可行性,該題要提,似乎也沒啥問題。

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那麼,太空發電站到底是啥?

太空發電站

關于太空發電站最早的構想是,蘇聯火箭之父齊奧爾科夫斯基在1920年提出的,他的想法是向太空中發射巨型太能發電站。

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這個構想在俄羅斯猶太裔美國科幻小說作家,艾薩克·阿西莫夫在1941年著作的《理性》被再次提出,他提出是通過微波實作無線傳輸,實作遠距離傳輸電力。

感覺這個作家的成本似乎有一點複雜。

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雖然最先都是俄羅斯人提出構想,但是美國科學家也是大受啟發,在了解太空發電站的原理後,認為确實可以使用微波或者大功率的雷射裝置來進行能量的傳輸。

于是在和蘇聯冷戰期間,美國就開始針對了“太空發電站”的研究,并且還是NASA和美國能源部,一起公布了這些技術。

還給這個宏大的計劃,推出了一個叫做“1979基準系統”,這個計劃的目标十分宏大,尤其還是在太空競賽期間,誰都不想輸給對方。

美國這個計劃,是想通過向太空發射巨量的太陽能電池闆和微波發射器,然後在太空中組成超過60個50億瓦的超級發電站,以此來滿足美國能源的需求。

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不過,構想是構想,計劃是計劃。

由于投資巨大,并且要求技術難度還存在一些問題,是以這個計劃并沒有實作,但是美國似乎也沒放棄,美國NASA也一直在對太空發電站可行性進行持續研究。

但是,殊不知的,雖然是這種構想是美國先提出的,但是美國卻沒有在太空發電站得到進展。

更多的原因,可能還是美國政府絕對這個太空發電站的計劃“前期投入大,後期會被不确定”,而且還未必能夠實作目标,于是進展緩慢。

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但是,随着地球的資源越來越少,很多國家都面臨了一定的能源危機,尤其是多次石油危機爆發下,人類也在探索其他能源可能性。

是以,太空發電站是優勢也展現了出來,因為是在太空中部署太陽能闆,并且還不會受到臭氧層的隔離,是以太空太陽能發電效率也會更好。

是以,很多國家都開始針對太空發電站進行了研究,尤其是中國,俄羅斯,日本,歐洲這些國家,早早的就行了立項。

尤其是日本,因為國土面積小,能源流失大,核能發電他們還搞不好,是以針對太空發電站研究進展也很快,畢竟軌道資源是所有國家的,先到先得。

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美國也在報告裡提出這個太空發電站面臨成本問題,并且在前期投入也非常大,需要多次頻繁進行發射和部署。

那麼,建設太空發電站有必要嗎?

太空發電站的作用

當然是有必要的。

雖然可能對于目前美國目前能源不會太多改變,畢竟美國由于地理優勢,在頁岩油開采和技術上突飛猛進,走出了目前的能源困局。

而且根據美國釋出報告中顯示美國太空發電站的發電成本,是美國普通發電站成本的12倍到80倍,雖然目前美國也有一定的電力危機,但是美國政府絕對不劃算。

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但是其他國家并不這麼想,尤其是日本一直在推進太空發電站的研究,想要早點解決日本能源問題。

日本政府和日本企業研究機構,已經計劃在距離地球表面3.6萬公裡的太空上,建設一個太空太陽能發電站,并且這個發電站的發電量可以達到十億瓦,将會滿足日本三十萬個家庭用電。

不過,真正實作起來,肯定需要長期投入,并且依然也會面臨技術性問題,是以各國雖然都在針對這方面的研究,但是需要時間。

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其實太空發電站建設完成後,除了可以通過微波或者雷射将能量傳輸回地球,更重要是在航天領域也會獲得巨大的提升。

這也是為什麼美國航天局把“太空發電站”這種關于能源項目提到了美國太空可持續發展的戰略裡。

因為美國宇航局認為,太空發電站是趨勢,也是未來人類在太空的“能源站”,雖然早期的建設成本高,但是後期美國航天局的航天器、衛星将會在能源上減少更多的成本。

并且太空發電站能夠提供更多電力,這樣美國就可以在太空做更多事情,并且在深空通信、深空探索,都能獲得巨大的能源支援。

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是以,太空發電站的建設對于航天大國是非常有必要的,畢竟自身航天器和衛星自身攜帶的能源功率有限,隻能滿足在“太空探索時代”的需求。

而大陸作為航天大國,近年來在航天領域的發展毋庸置疑,并且“發電”還是大陸強項,是以也早早針對太空發電站進行了研究。

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那麼,大陸目前太空發電站進展如何?

逐日工程

大陸相對而言起步較晚,但期間一直沒有中斷對它的研究。

是以大陸“太空發電項目”是由

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的團隊先發表了設計方案,确定好方案的可行性後,大陸立刻組建團隊。

太空發電項目在2014年,就被大陸國家科技部等16個部位列入了國家重大科研項目,于是大陸太空發電站獲得了迅速發展。

是以,在大陸在确定好方案好,就開始對太空發電站計劃的進行了實施,并且将大陸的太空發電站計劃,起了一個響亮的名字“逐日工程”。

顧名思義,就是通過太陽能闆進行“逐日”,進而擷取來自太陽的無限能源,之後再将這些電力傳輸回地球以及應用在航天領域上。

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大陸的計劃向來很穩,就向是大陸的“載人航天”一樣,一步一個腳印,按照預定計劃,就一定可以實作。

是以大陸太空發電站項目,整體分為“三小步兩大步”,三小步就是先對相關項目進行有效的實驗驗證,之後兩大步就是迅速邁進,然後實作。

經過多年的技術研究,大陸2019年,第一個太陽能電站在重慶啟動建設,并且在2022年時,大陸就驗收了“世界首個全鍊路全系統的空間太陽能電站地面系統”。

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這也證明大陸政策一直是穩紮穩打,目前大陸不僅完成全鍊路系統,而且在能源技術也取得很多成果。

尤其是在太空發電站的關鍵技術上,例如大尺度薄膜展開結構、遠距離高效無限功率傳輸和波束的方向控制。

正是因為大陸和一些其他國家在太空發電站逐漸突破,美國航天局感覺到了危機,是以才有才會有了盡快建設太空發電站的計劃。

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結語

雖然美國率先提出“太空發電站”建構計劃,但是因為各種原因導緻自己在太空發電站技術無法突破,是以美國航天局才如此着急釋出報告,也是希望美國政府盡快立項。

而且太空發電站也不需要考慮光照時間,隻要做好調整,太空發電站的供電能力也會非常強大。

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參考資料:

西安電子科技大學《祝賀!“逐日工程”科研進展報道入選“2023年中國十大科技進展新聞”》2024.1.11

中國日報網 《祝賀!“逐日工程”科研進展報道入選“2023年中國十大科技進展新聞”》2022.6.15

NASA《New Study Updates NASA on Space-Based Solar Power》2024.1.11

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