中國修建“太空發電站”,美國慌什麽?

遊龍科普 2024-03-24 16:16:26

美國又開始緊張起來了,起因是2024年年初NASA准備超長報告申請撥款建太空發電站,但一直沒引起重視,而在此期間,我國的逐日工程一直順利開展,早已領先歐美,因此美國慌了,NASA也吵翻了天。

太空發電站

太陽能發電站的概念最早起源于一部1941年發布的科幻小說《理性》中,來自美國的作家艾薩克在文中提到,可以利用太陽收集能量,並將其用微波束的方式傳到空間站的方法。

但其實更早之前,1920年就已經提到太空發電站,是源于俄羅斯科學家的想法。

專家認爲,太空裏的陽光要比地球上的強度至少大5倍,而且和地球上受雲層影響獲取的太陽能不一樣,它可以提供恒定的無汙染能量,而且太空發電站的潛力巨大,假如把1000米寬的太陽能光伏電池放在地球靜止的軌道上,並實現100%的轉換率,地球將會得到比我們已知的石油資源還要多更多的能量。

不過在當時看來,這樣的想法無異于是異想天開,因爲那時候人類對于太空的探索還只停留在初步階段,甚至連載人航天都還沒有實現,可想些知要想實現太空發電站,要經曆哪些挑戰。

直到20世紀90年代,美國啓動空間太陽能探索項目,想將過去的概念變爲現實,當所有國家都還在依賴石油獲取能源的時候,他們在計劃從太空引出清潔無汙染的能源。

然而美國卻忽略掉了一點,項目的想法很好,但成本巨大,對技術的要求也非常高。

同時期除了美國以外,俄羅斯也把目光放在了太空中,計劃要做一個名爲“人造月亮”的實驗,但可惜效果不佳,最後還是放棄。

我國相對而言起步較晚,但期間一直沒有中斷對它的研究,直到2014年,由西安電子科技大學的團隊發表了設計方案,並得到了我國專家的認可。

逐日工程

在確定好方案的可行性後,我國立刻組建團隊開始實施計劃,項目的名字就叫逐日工程,該團隊提出的方案甚至比美國提出的還要完善,能使發電量提高20%,還能降低發電站的控制的難度,減輕散熱壓力。

整體規劃是“三小步兩大步”,2019年,我國第一個太陽能電站在重慶啓動建設,2022年完成了太空太陽能電站全鏈路、SSPS地面驗證系統工作,而且是全球首個完成的,標志著我國在該領域已經是領頭羊。

從規模看,空間站的組合體已經達到了百噸級的重量,而我國的衛星東方紅一號只有173千克,未來預計規模能達到1萬噸。

與此同時,我國在發電站的關鍵技術研究上也取得了很大的成果,比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等,著標志著我國從落後的地位逐漸追趕、並肩甚至是超越。

在此期間,美國明顯著急了,他們加快了在軌的試驗頻次和研究力度,而英國、日韓等國家也跟著加快了步伐。

其實和其他國家相比,美國也落後了一截,比如日本在2004年就表示要建設太空發電站,目標是實現商業化發電,投資計劃超210億美元,要在2030年完成,目前項目也在順利實施中。

但歐洲和我國的進度才是讓美國察覺到危機的關鍵,比如英國則在2021年發布了一份報告,表示如果在2040年之前建設5個太空發電站,就能把用電的成本降到一兆瓦時50英鎊,不過在那之前要先投入163億英鎊的開發成本,2022年,歐洲的航天局也聯合了其他成員國資助太空發電站。

本來這個計劃是由美國先開始布局,結果自己還在起點徘徊,別的國家早就領先一大步,美國再不著急就晚了。

NASA現在非常迫切想要開始這項計劃,所以才在今年初寫了108頁的報告。

但顯然美國還是怕栽坑,因爲如果只是爲了無限的能源使用,那麽按照太空發電站龐大的成本計算,可能還不如用石油。

建太空發電站的必要性

有網友認爲,地球上已經有風電和水電,其實不必非要用太空裏的能源,成本大還很麻煩。

但其實無論是風電還是水電都對環境有很大要求,而在太空中獲取太陽的能量要比地球上的任何方式都要健康,也不會産生汙染的問題。

其次,使用太陽發電還不需要擔心光照不強的陰天和夜晚,只要調整好電池板,無論什麽樣的天氣,或不管是否有太陽,都能夠24小時不間斷的發電。

另外,它還能利用無線能量傳輸技術實現遠距離的能量傳輸,快速聚焦能量並將其傳輸到比如沙漠或者信號不太好、缺少電網的偏遠地區,即便是在飛機、輪船或者是航天器上,只要搭載一個微波能量的接收設備,就能夠獲得源源不斷的電量。

但要建設太空發電站也不是一件易事,首先在複雜的太空環境裏,要考慮到輻射和溫度,否則裝備很容易老化、受損,另外,更換和維護太陽能電池板也很麻煩,難度和風險要比此前所經曆過的任何太空維修任務更艱難。

最後還要防止通信的波段被微波傳輸給幹擾,比如藍牙,一旦和微波頻率撞上,就有可能被幹擾。

而作爲在太空發電站的建設上領先全球的我國,下一步就是在2025年之前成功建設千瓦級的太空光伏電站。

有網友表示要保護好科學家,不要被西方國家影響;更多網友還是表達出了對祖國的自豪,表示太空發電站是人類的未來;太空發電站是未來開發太空的前提,能源也是開發太空首要解決的問題。

也有網友調侃道:太空發電站有非常恐怖的軍事價值,還暢想了未來可以有太空激光武器。

大概美國也是這麽想的,因爲在西方國家看來,開發太空不是爲了推動全球的航天事業,而是要完成他們霸權的重要步驟,但如果被別的國家搶先,那麽他們就會陷入被動任人宰割,但這其實也不過是他們的“被害妄想”罷了。

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评论列表
  • 成立一個民營太空清淤公司,接納清除廢舊太空器的活計,營業額鐵定能進世界五百強

  • 2024-05-19 19:41

    中國與美國西方國家公平競爭,美國西方國家不要老想偷竊別國技術。不勞而獲。

  • 2024-06-05 20:47

    只要看到別人好,美國就發慌,這是它霸權的本性。

  • 2024-06-06 04:47

    中國將在2025年之前,成功建設千瓦級的太空光伏電站[鼓掌][鼓掌][鼓掌].

遊龍科普

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