【原】太空發(fā)電送到地球，人類(lèi)最早的“戴森球”或?qū)⒂晌覈?guó)來(lái)打造

科普大世界 2020-06-22

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隨著人類(lèi)科技的發(fā)展，今后我們將越來(lái)越快，越來(lái)越多地走向太空，在太空中工作和生活在未來(lái)都將不再是夢(mèng)，但在太空中也是需要電能等能源供給的，不過(guò)在太空中卻不能像在地球上建造水電站，火電站，風(fēng)電站等，但人類(lèi)可以建造太陽(yáng)能發(fā)電站，而且由于太空中不會(huì)有煙塵以及天氣因素的影響太空中的太陽(yáng)能利用率比地球上高很多。很多科學(xué)家認(rèn)為，將來(lái)可以在太空中利用太陽(yáng)能發(fā)電，不但可以用它滿(mǎn)足太空中的科研、生產(chǎn)和生活需求，還將電能運(yùn)送到地球上，而這一設(shè)想就很接近弗里曼·戴森提出的“戴森球”能源利用設(shè)想了。

“戴森球”設(shè)想是弗里曼·戴森在1960年就提出的一種宇宙文明的能源利用方式。他認(rèn)為包括人類(lèi)在內(nèi)，當(dāng)一個(gè)文明的太空宇航技術(shù)發(fā)展到一定程度的時(shí)候，將可以直接大量利用來(lái)自于所在行星系的主恒星的能量，這種利用方式就是建造戴森球。

完整的戴森球是直徑可達(dá)數(shù)億公里的，包裹內(nèi)部所在恒星的一個(gè)巨型球體，這樣就可以利用來(lái)自整個(gè)恒星的光能，但一般不會(huì)達(dá)到這樣的規(guī)模，因?yàn)槟切枰蘖康奈镔|(zhì)和巨量的利用需求，因此一般的行星級(jí)文明做不到也沒(méi)必要做到，所以更多的戴森球結(jié)構(gòu)應(yīng)該是成片地存在于恒星周?chē)?，或者處于某個(gè)宜居行星的附近，為這顆行星上的文明提供所需的能量。

那么當(dāng)我們?nèi)祟?lèi)開(kāi)始在地球的周?chē)罅拷邮仗?yáng)能量轉(zhuǎn)化成電能，并將其傳輸回地球的方式，實(shí)際上已經(jīng)和戴森球的能源利用方式別無(wú)二致。

俄羅斯衛(wèi)星通訊社今年5月份報(bào)道，我國(guó)已經(jīng)研發(fā)出了世界首個(gè)太空太陽(yáng)能電站，而且在太空發(fā)電技術(shù)與地空能量傳輸研究方面領(lǐng)先全球，將來(lái)很可能建成首個(gè)真正的太空發(fā)電站?？赡芎芏嗯笥褜?duì)該消息存疑！實(shí)際上我國(guó)重慶市在2018年底，就在當(dāng)?shù)卣鲗?dǎo)下由重慶大學(xué)、中國(guó)空間技術(shù)研究院西安分院、西安電子科技大學(xué)聯(lián)合打造了璧山空間太陽(yáng)能電站實(shí)驗(yàn)基地，這是我國(guó)首個(gè)空間太陽(yáng)能電站實(shí)驗(yàn)基地，負(fù)責(zé)人就是中國(guó)工程院的楊士中院士，而他的團(tuán)隊(duì)研究目標(biāo)就是要打造空間太陽(yáng)能電站。

楊士中院士計(jì)劃建造的空間太陽(yáng)能電站將在距離地面3.6萬(wàn)公里的太空中，可避開(kāi)大氣層“衰減效應(yīng)”，并不受晝夜、天氣、地區(qū)緯度等自然因素的影響，發(fā)電量更是地面太陽(yáng)能電站的幾十倍，一平方米的光伏電池就可產(chǎn)生10到14千瓦的電力，200萬(wàn)平方米的光伏電池就相當(dāng)于三峽發(fā)電站的裝機(jī)容量了，而200萬(wàn)平方米的面積也就兩平方公里，這樣的發(fā)電效率在地球上的光能電站中是實(shí)現(xiàn)不了的。

打造重慶璧山空間太陽(yáng)能實(shí)驗(yàn)基地，主要是對(duì)太空太陽(yáng)能發(fā)電和傳輸進(jìn)行前期演示模擬與驗(yàn)證，為全國(guó)空間太陽(yáng)能電站技術(shù)研究提供參考。按照楊士中院士的計(jì)劃，其建設(shè)步驟為在2020年前進(jìn)行空間太陽(yáng)能電站實(shí)驗(yàn)基地及研發(fā)平臺(tái)建設(shè)，這方面已經(jīng)取得初步成就；2025年左右將實(shí)現(xiàn)中小規(guī)模平流層太陽(yáng)能電站及并網(wǎng)發(fā)電；2025年后將開(kāi)展大規(guī)?？臻g太陽(yáng)能電站系統(tǒng)應(yīng)用工作，因此也可以說(shuō)我國(guó)在打造“太空三峽”并不是夢(mèng)，而很可能是在不遠(yuǎn)的將來(lái)就會(huì)實(shí)現(xiàn)的事情。

在太空中發(fā)的電怎么傳輸?shù)降厍蛏夏?？這可能是很多朋友都有疑問(wèn)的地方，楊士中院士說(shuō)“空間太陽(yáng)能電站的電能，主要通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行傳輸，通過(guò)微波，對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)、受災(zāi)地區(qū)等可進(jìn)行定向供電或移動(dòng)供電?！彼栽撗芯宽?xiàng)目還會(huì)延伸出無(wú)線(xiàn)輸能、無(wú)線(xiàn)通信等相關(guān)技術(shù)，這對(duì)我國(guó)的能源利用、科技創(chuàng)新等方面也具有重要意義。

不過(guò)在太空建造空間太陽(yáng)能電站也需要運(yùn)送大量的物資到太空中，比如需要的太陽(yáng)能電池板就非常多，所以建造時(shí)就要將各種設(shè)備運(yùn)送到3.6萬(wàn)公里高的太空中，一個(gè)大型太空發(fā)電站重量預(yù)估上萬(wàn)噸，耗資達(dá)數(shù)千億，這需要大推力火箭作為“太空卡車(chē)”往來(lái)運(yùn)輸物資，我國(guó)的長(zhǎng)征九號(hào)未來(lái)或?qū)?dān)負(fù)這樣的任務(wù)。