太空发电变成现实?中国开建“太空三峡”,电能怎么送回来?
前言。
科学家们一直在探索太空的秘密,而最近利用太空资源解决地球资源匮乏的问题又成为了他们关注的焦点。
那么一直以来被许多科幻作品套上的“太空发电”,终于要向现实迈进吗?
而且中国就在重庆开建了“太空三峡”,到底怎么一回事呢?
这项前无古人的“太空工程”,你是不是最后也蹭上了中国的“末班车”?
一、为什么会想在太空里发电?
“太空发电”这个看似科幻的发明,其实早已在1973年就被科学家们提上了日程。
为什么?
那个年代,世界各国陆续迎来了石油危机,他们发现利用太空的资源可能是解决地球人类能源匮乏的最佳办法。
1968年,杰拉德·K·奥尼尔这位未来学家和物理学家,提出了“奥尼尔圆柱”理论,他的研究成果一亮相便引来了全世界的瞩目。
根据他的论点,人类可以在太空中建造绕地运动的太空飞船,它的最大特点就是可有效利用太阳能,由此产生清洁能源,解决地球日益减小的资源存量。
不光如此,这种构造的太空飞船还能抵挡宇宙空间的辐射,最重要的是,它还可以成为人类在太空开采资源的基地。
伴随着全球能源危机的爆发,太空发电逐渐被人们正式提上了议事日程,而日本、美国等国家也都纷纷开启了“太空发电”计划。
太空发电,又称“太空太阳能发电”,是指在地球近的轨道上,利用高效的太阳能转换器,将太空的太阳能转化为电能,然后通过微波无线电,把电能传输给地球上的电网设备,这样就可以为地球提供清洁的太阳能电能。
这样的技术,一方面能为地球提供可持续的清洁能源,另一方面也能够在太空中建立一个供应站,为太空船和航天器提供清洁能源,解决长途航天时限的燃料问题。
这一技术实现,不仅可以解决地球上的能源问题,还能够推进人类对太空资源的开发利用,为人类未来的发展提供更广阔的前景。
但是,太空发电技术的落地显然并不是一蹴而就的。
在这一技术的研发过程中,科学家们必须要克服许多技术难题。
二、为什么要在太空建太阳能电站?
地球上的太阳能电站为什么不好,我们非要跑到太空里建呢?
其实,这两个东西并不冲突。
地面上的太阳能转化率虽然低,但是它的优势是稳定,可以24小时接受太阳的能量,而且地面的太阳能资源也是有限的。
再加上许多科学家的研究表明,如果想要解决全球的能源危机,光凭地面上的太阳能电站是远远不够的,它的规模不可能做的太大,而且建立太多这样的发电站也会占用大量的瓷砖,最终形成环境压力。
而且由于地球的大气层阻隔,每年有三分之一的太阳能被反射回太空,还有三分之一被云层和大气层吸收,只有三分之一的太阳能被地球无情吸收,但是人类又只能把其中的0.07%转化为电能和热能。
相比较地面太阳能电站,太空太阳能电站没有被大气层、云层等东西所拦截,它的接收效率是地面发电站的9倍。
也就是说,太空太阳能电站每年可以吸收到地面发电站9倍的太阳能,所以在能量上,太空太阳能电站明显更具优势。
说到成本,一台地面太阳能电站需要耗费大量的人力、物力和财力,而且在建设和维护过程中还会产生污染。
但是与地面太阳能电站相比,太空太阳能电站并不需要耗费大量的资源,它的建设最大成本是发射,一旦成功发射,那之后的维护成本就很少了。
对比会发现,太空太阳能电站的成本更低,产能和转化效率更高,所以在资源的可获取性、转化效率和成本效益方面,太空太阳能电站更胜一筹。
而且这样的技术,还可以为地球提供24小时不间断的清洁能源,比如可以向地球极地传输电力。
2015年,美国空军已经利用太阳能将能量从夏威夷传输到了加州,这实际上预示着未来可以向极地传输电力,为那些极端地区提供清洁的太阳能,这对于降低温室气体排放,减缓气候变化都有着重要的意义。
三、中国在太空建"三峡",有多大可用?
对于中国来说,建设太空太阳能电站早已不是新鲜的事,早在50年前,一家被誉为“中国奥尼尔”的太空资源学专家,王萍研究员就投身到了这个领域。
她认为通过在太空中建设太阳能发电站,向地球输送清洁能源可以有效地解决地球能源资源不足的问题,加速地球的可持续发展。
王萍等专家可以说是争分夺秒,一步一个脚印的地战在这片未曾涉足的领域。
可多年下来,能够让我们亲自见证的科技成果好像并没有特别引人注目的举措。
直到2008年5月,第一颗微小卫星以“纳米”等级成功进入轨道,开创了中国航天微纳卫星时代,时隔几年,中国终于要开始这项前无古人的太空工程?
这是为什么呢?
可能你和我们早就想到了,这和中国在航天领域一直都保持领先的地位是分不开的。
早在上世纪60年代,中国就开始探寻太空的奥秘,在新中国成立以后的20年内,中国就已经拥有了第一颗人造地球卫星,这一系列的举动揭开了中国航天事业的序幕。
从此以后,中国在卫星发射、空间站建设等多个方面取得了举世瞩目的成绩,比如神舟飞船,长征火箭系列等等,这些成果不仅令国人倍感骄傲,也为国际社会所津津乐道。
随着我国经济的快速发展,对能源的需求逐渐增大,能源危机也慢慢开始浮现,为了保障国家对能源的依赖,中国在2017年召开了第十七届全国能源大会,确立了建设第二个“三峡工程”、发展核能、煤炭清洁高效利用、提升油气资源探采能力等多个能源发展方向和项目。
而当太空太阳能发电站的这一前瞻性的概念被提出时,自然也引来了国内众多科学家的关注,他们纷纷就该技术的切实可行性等问题进行了详尽的研究和探讨。
最终的结论是,中国很有可能成为太空太阳能发电站这一前瞻性的概念的倡导者和实践者。
2023年2月,关于中国在重庆璧山地区建设世界首个太空可见光发电示范工程,以及建设太空太阳能站的消息如潮水般涌入人们的视野。
这不仅是我国走向世界舞台的重要标志,更是我国在太空资源利用领域取得了重大突破。
笔者认为。
中国的经济快速崛起,和中国的创新科技密不可分,中国的很多科技成果都是遥遥领先。
我们国家发展到今天,也是从一个改革开放初期的小国步步走来的。
今天的成就是历届领导人和全体人民共同努力的结果。
我们国家能够取得如此大的成绩,其实也离不开那些科技人员日夜兼程的研究,能够建成这样的太空发电站,对人类来说无疑是一大福音,希望该技术尽快落地,让地球拥有更多清洁能源。
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