主要信源:NASA 《우주 기반 태양광 발전에 대한 NASA의 새로운 연구 업데이트》2024.1.11

머리말

2024년 1월 11일, NASA는 공식 웹사이트에 "NASA on space-based solar power generation"에 대한 보고서를 발표하여 우주에 발전소를 건설하는 기술이 실현 가능하다고 제안했습니다.

대륙 우주 발전소 프로젝트는 10년 전에 건설되었습니다!

기술적으로 앞선 미국이 왜 항상 본토보다 한 발짝 뒤처져 있는 것일까?

보고서의 "모순"

최근 몇 년 동안 본토는 항공 분야에서 급속히 발전하여 4월 25일 선저우 18호의 성공적인 발사와 함께 본토가 설정한 우주 목표를 하나씩 달성했으며 북두 위성은 네트워크화되어 전 세계를 커버했습니다.

뿐만 아니라 2014 년에 본토는 "우주 발전소"프로젝트를 시작했으며 타이넹 발전소 프로젝트는 많은 성과를 거두었습니다.

이쯤 되자 NASA는 가만히 앉아있을 수 없는 듯 보였고, 올해 1월 11일 공식 홈페이지에 108쪽 분량의 보고서 분석 결과를 공개했다.

이 보고서의 분석은 주로 NASA가 현재 "우주가 바쁘다"고 언급하는 것 외에도 우주의 미래에서 미국 항공 우주의 지속 가능한 발전에 대한 분석 보고서입니다.

그는 현재 지구 궤도에 있는 우주선은 매우 혼잡하고 지구 저궤도 위성 활동이 자주 증가함에 따라 우주 쓰레기가 계속 증가하고 있으며 위성 별자리, 자율 우주선 및 상업 우주 목적지를 사용할 계획이라고 말했습니다.

이는 4만2000개의 저궤도 위성을 발사하겠다는 머스크의 '스타링크 계획'을 떠올리게 하는데, 이는 분명 우주선 정체의 주요 원인이다.

또한 미국의 우주 발전소 건설에 대한 타당성 분석을 실시한 결과, 우주발전소 실현이 기술적으로 가능한 것으로 분석됐다.

또한 우주 발전소 계획을 매우 중요하게 생각하며 미국 정부의 관심을 끌고 가능한 한 빨리 미국 우주 발전소에 대한 프로젝트 및 연구를 수행하기를 희망합니다.

그는 또한 미국 정부가 가까운 장래에 연구를 수행할 프로젝트 팀을 구성할 수 있다면 미국은 20년 이내에 미국 우주 발전소 건설을 실현할 수 있는 능력을 갖게 된다고 말했다.

그러나 이 보고서에는 우주 발전소가 훌륭하고 미국이 우주 에너지 분야에서 지속 가능한 발전을 이룰 수 있다고 제안하는 것 외에도 현재 우주 발전소의 건설 비용이 지상의 일반 발전소 비용보다 12배에서 80배 더 많다고 말하는 매우 모순적인 지점이 있습니다.

어쨌든 많은 장비를 우주로 발사하는 데 드는 비용은 확실히 매우 비쌀 것이지만 항공 우주 분야의 발전을 지원할 수 있다면 앞으로 더 많은 위성과 우주선의 발사 비용이 확실히 줄어들 것입니다.

따라서 이것은 미국 정부가 가능한 한 빨리 투자할 의향이 있는지에 대한 질문이며, 실제로 모순되는 것은 보고서뿐만 아니라 때때로 "모순"을 보내는 NASA의 공식 웹 사이트의 정보입니다.

올해 1월, NASA는 "우주 기반 태양 에너지에 대한 비관론에 대한 NASA 보고서"를 발표했는데, 이는 한 번은 비관적이었다가 다른 한 번은 갑자기 실현 가능해졌습니다.

그러나 비관론은 초기 투자가 너무 커서 비관적이기 때문에 보고서 계획의 실현 가능성이 계획의 실현 가능성이며 이 질문에는 문제가 없는 것 같습니다.

그렇다면 우주 발전소란 정확히 무엇일까요?

우주 발전소

우주 발전소에 대한 최초의 아이디어는 1920년 소련 로켓의 아버지인 치올코프스키(Tsiolkovsky)가 제안한 것으로, 그는 거대한 발전소를 우주로 발사하기를 원했습니다.

이 아이디어는 1941년 러시아계 유대인 미국인 공상 과학 소설 작가 아이작 아시모프(Isaac Asimov)가 쓴 책 '이성(Reason)'에서 부활했는데, 그는 마이크로파를 통한 무선 전송을 제안하여 장거리로 전기를 전송했습니다.

이 작가의 비용이 조금 복잡해 보이는 것 같습니다.

이 아이디어는 러시아인에 의해 처음 제안되었지만 미국 과학자들도 큰 영감을 받았으며 우주 발전소의 원리를 이해한 후 마이크로파나 고출력 레이저 장비를 사용하여 에너지를 전송하는 것이 실제로 가능하다고 믿었습니다.

그래서 소련과의 냉전 기간 동안 미국은 "우주 발전소"에 대한 연구를 시작했고 NASA와 미국 에너지부는 공동으로 이러한 기술을 발표했습니다.

또한 "1979 벤치 마크 시스템"이라는 프로젝트가 도입되었으며,이 프로젝트의 목표는 특히 우주 경쟁 중에 매우 야심 차고 아무도 다른 사람에게지고 싶지 않았습니다.

미국의 계획은 막대한 양의 태양 전지판과 마이크로파 방출기를 우주로 보낸 다음 우주에 60개 이상의 50억 와트 규모의 초강력 발전소를 건설하여 미국의 에너지 수요를 충족시키는 것입니다.

그러나 아이디어는 아이디어이고 계획은 계획입니다.

막대한 투자와 요구 사항의 기술적 어려움으로 인해이 계획은 결실을 맺지 못했지만 미국은 포기하지 않은 것 같고 NASA는 우주 발전소의 타당성을 계속 연구하고 있습니다.

그러나 모두가 알다시피 미국이 이 아이디어를 처음 제시했음에도 불구하고 미국은 우주 발전소에서 진전을 이루지 못했습니다.

더 많은 이유는 이 우주 발전소에 대한 미국 정부의 계획이 "초기 단계에서 대규모 투자이고 후기 단계에서 불확실할 것"이며 목표를 달성하지 못할 수 있으므로 진행이 느릴 수 있습니다.

그러나 지구의 자원이 점점 줄어들면서 많은 국가가 특정 에너지 위기에 직면하고 있으며, 특히 여러 석유 위기가 발생함에 따라 인류는 다른 에너지 가능성도 모색하고 있습니다.

따라서 우주 발전소는 태양 전지판이 우주에 배치되고 아직 오존층에 의해 격리되지 않았기 때문에 장점이며 반영되므로 우주 태양광 발전의 효율성도 더 좋아질 것입니다.

따라서 많은 국가, 특히 중국, 러시아, 일본 및 유럽에서 우주 발전소를 연구하기 시작했습니다.

특히 일본은 면적이 좁고 에너지 손실이 크며 원자력 발전이 적기 때문에 원자력 발전에 약하기 때문에 우주 발전소에 대한 연구도 빠르게 진행되고 있으며, 결국 궤도 자원은 모두 선착순입니다.

미국은 또한 보고서에서 우주 발전소가 비용 문제에 직면해 있으며 초기 투자도 매우 커서 여러 번의 빈번한 발사 및 배치가 필요하다고 지적했습니다.

그렇다면 우주 발전소를 건설할 필요가 있을까요?

우주 발전소의 역할

물론 필요합니다.

현재 미국의 에너지 자원에 대해서는 크게 달라지지 않을지 모르지만, 어쨌든 미국은 지리적 이점으로 인해 셰일 오일 탐사와 기술에서 급속한 발전을 이루었고 현재의 에너지 딜레마에서 벗어났습니다.

더욱이 미국이 발표한 보고서에 따르면 미국 우주발전소의 발전비용은 미국 일반 발전소의 12배에서 80배에 달한다.

그러나 다른 나라들, 특히 일본은 우주 발전소에 대한 연구를 추진하고 있으며 일본의 에너지 문제를 가능한 한 빨리 해결하기를 원합니다.

일본 정부와 일본 기업 연구소는 지구 표면 위 36,000km 높이의 우주에 우주 태양광 발전소를 건설할 계획이며, 이 발전소는 10억 와트를 생산할 수 있어 일본 30만 가구의 전력 소비량을 충족시킬 수 있습니다.

그러나 장기적인 투자와 기술적 문제가 반드시 필요하기 때문에 각국이 이 부분에 대해 노력하고 있지만 시간이 걸릴 것입니다.

실제로 우주 발전소 건설이 완료되면 마이크로파나 레이저를 통해 에너지를 지구로 다시 전송하는 것 외에도 더 중요한 것은 항공 우주 분야에서도 크게 개선될 것입니다.

NASA가 지속 가능한 우주 개발을 위한 미국 전략에 "우주 발전소"와 같은 에너지 프로젝트를 포함시킨 이유입니다.

NASA는 우주 발전소가 추세라고 믿기 때문에 초기 건설 비용은 높지만 NASA의 우주선과 위성은 후기 단계에서 더 많은 에너지 비용을 줄일 것입니다.

우주 발전소는 더 많은 전력을 공급할 수 있기 때문에 미국은 우주에서 더 많은 일을 할 수 있고, 심우주 통신, 심우주 탐사에서는 막대한 에너지 지원을 받을 수 있습니다.

따라서 우주 발전소의 건설은 우주 강국에 매우 필요하며, 결국 자체 우주선과 위성이 운반하는 에너지 전력은 제한되어 "우주 탐사 시대"의 요구를 충족시킬 수 있습니다.

우주 강국으로서 최근 몇 년 동안 항공 우주 분야에서 본토의 발전은 의심의 여지가 없고, "발전"은 여전히 대륙의 강점이기 때문에 우주 발전소에 대한 연구도 가능한 한 빨리 실시하고 있습니다.

그렇다면, 현재 아프리카 대륙의 우주 발전소는 어떻게 진행되고 있을까요?

일일 프로젝트

본토는 비교적 늦게 시작되었지만, 이 기간 동안 본토에 대한 연구는 중단되지 않았다.

따라서 대륙의 "우주 발전 프로젝트"는 다음과 같이 구성됩니다.

콘티넨탈은 먼저 설계 계획을 발표했고, 계획의 타당성을 판단한 후 즉시 팀을 구성했습니다.

2014 년 우주 발전 프로젝트는 과학 기술부를 포함한 본토 16 개 지역에서 주요 국가 과학 연구 프로젝트로 등재되어 본토 우주 발전소가 빠르게 발전했습니다.

따라서 본토가 계획을 결정한 후 우주 발전소 계획을 실행하기 시작했으며 본토의 우주 발전소 계획은 "일상 프로젝트"라는 울려 퍼지는 이름을 부여받았습니다.

이름에서 알 수 있듯이 태양 전지판은 태양으로부터 무한한 에너지를 얻는 데 사용되며, 이 에너지는 지구로 다시 전송되어 우주 분야에서 사용됩니다.

본토의 계획은 항상 본토의 '유인 우주 비행'과 마찬가지로 매우 안정적이었으며 반드시 미리 정해진 계획에 따라 단계적으로 실현될 것입니다.

따라서 본토 우주 발전소 프로젝트는 "세 개의 작은 단계와 두 개의 큰 단계"로 나뉘며, 세 개의 작은 단계는 먼저 관련 프로젝트의 효과적인 실험 검증을 수행한 다음 두 개의 큰 단계는 빠르게 전진한 다음 실현하는 것입니다.

수년간의 기술 연구 끝에 2019년 충칭 최초의 태양광 발전소 건설이 시작되었으며 2022년 본토는 "세계 최초의 완전 연결 및 전체 시스템 우주 태양광 발전소 지상 시스템"을 수락했습니다.

이것은 또한 본토의 전략이 꾸준하고 꾸준했으며 현재 본토는 풀 링크 시스템을 완성했을 뿐만 아니라 에너지 기술에서도 많은 성과를 거두었다는 것을 증명합니다.

특히 대규모 박막 전개 구조, 장거리 고효율 무제한 전력 전송, 빔 방향 제어 등 우주발전소의 핵심 기술이다.

미국 우주국이 위기를 느낀 것은 본토와 일부 국가가 우주 발전소를 점차 돌파하고 있기 때문에 가능한 한 빨리 우주 발전소를 건설할 계획을 가지고 있습니다.

후기

미국이 앞장서서 '우주발전소' 건설계획을 내놓았지만 여러 가지 이유로 자체 우주발전소 기술에서 돌파구를 마련하지 못했기 때문에 미 우주국은 서둘러 보고서 발표를 했고, 미국 정부도 조속히 이 사업을 승인해 주기를 바랐다.

또한 우주 발전소는 광 시간을 고려할 필요가 없으며 조정되는 한 우주 발전소의 전원 공급 용량도 매우 강합니다.

리소스:

시뎬 대학의 "축하합니다!" "Daily Project" 과학 연구 진행 보고서가 "2023년 중국 10대 과학 기술 발전 뉴스"에 선정되었습니다. 2024.1.11

차이나 데일리(China Daily)의 "축하합니다!" "Daily Project" 과학 연구 진행 보고서가 "2023년 중국 10대 과학 기술 발전 뉴스"에 선정되었습니다.

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