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        太空三峽-軌道空間電站

        太空三峽-軌道空間電站

        太陽(yáng)能屬于綠色可再生能源,宇宙空間儲(chǔ)量豐富且品質(zhì)優(yōu)良。在寬千米的地球同步軌道上,一年內(nèi)收集的太陽(yáng)能量,相當(dāng)于所有已知常規(guī)可開采石油儲(chǔ)量的能量總和。相比于化石能源和核能、風(fēng)能等,空間太陽(yáng)能高效、持久、安全、清潔,為人類解決能源問(wèn)題提供了可能。

        早在1968年,美國(guó)航空航天工程師彼得·格拉塞(Peter Glaser)在《科學(xué)》雜志上發(fā) 表了《來(lái)自太陽(yáng)的能量:它的未來(lái)》一文,文中提出了“太陽(yáng)能發(fā)電衛(wèi)星”。

        科學(xué)家提出,用衛(wèi)星在太空中吸收太陽(yáng)能,然后再把能量轉(zhuǎn)化為微波傳送回地球。

        1973年和1979年,在全球先后兩次爆發(fā)能源危機(jī)的背景下,美國(guó)能源部在國(guó)家航空航天局(NASA)支持下,開展空間太陽(yáng)能電站項(xiàng)目研究。

        1983年,日本京都大學(xué)進(jìn)行了“微波-電離層非線性作用試驗(yàn)”,天線口徑1.3米,總發(fā)射功率1250瓦。這是全球首次在電離層進(jìn)行的微波能量傳輸試驗(yàn),從工程上驗(yàn)證了空間太陽(yáng)能電站能量傳輸?shù)目尚行浴?/p>

        與此同時(shí),印度、俄羅斯、英國(guó)、法國(guó)的科研工作者,亦在空間太陽(yáng)能電站研究領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力。

        早在2010年8月,在中國(guó)空間技術(shù)研究院舉辦的空間太陽(yáng)能電站技術(shù)研討會(huì)上,12位院士和百余位相關(guān)領(lǐng)域?qū)<?,提出了我?guó)空間太陽(yáng)能電站發(fā)展路線圖。

        2014年,工信部、發(fā)改委、科技部等16個(gè)部委組織了來(lái)自國(guó)內(nèi)的130余位專家開展了近一年的論證工作,論證組最終完成了《中國(guó)太空發(fā)電站發(fā)展規(guī)劃及關(guān)鍵技術(shù)體系規(guī)劃論證報(bào)告》。

        專家已經(jīng)提出了預(yù)算,建設(shè)這個(gè)太空光伏電站預(yù)計(jì)要花費(fèi)8萬(wàn)億人民幣,相當(dāng)于上百個(gè)三峽水電站的建設(shè)成本。

        中國(guó)太空光伏電站將以四步走的設(shè)想向前推進(jìn):

        第一步是2011年到2020年,這一階段是進(jìn)行太空電站的驗(yàn)證與設(shè)計(jì),

        第二步是2021年到2025年,這一階段將建成第一個(gè)低軌道空間電站系統(tǒng),

        第三步是2026年到2040年,這一階段將發(fā)射太空電站系統(tǒng)并完成組裝,

        第四步是2036年到2050年,這是正式實(shí)現(xiàn)電站商業(yè)運(yùn)營(yíng)的階段,中國(guó)太空光伏電站設(shè)計(jì)使用壽命是30年。

        根據(jù)路線圖,2022年將實(shí)施小型發(fā)電測(cè)試,2030年左右將發(fā)電量提高到兆瓦規(guī)模,到2050年具備建設(shè)吉瓦級(jí)商業(yè)空間太陽(yáng)能電站的能力。

        據(jù)中國(guó)火箭的開發(fā)相關(guān)人員,中國(guó)為了在靜止軌道上建設(shè)太空光伏電站系統(tǒng),正準(zhǔn)備利用新的超重量級(jí)的火箭發(fā)射的計(jì)劃。

        預(yù)計(jì)2030年發(fā)射的“長(zhǎng)征9號(hào)”是中國(guó)目前正在開發(fā)的,重量約878噸,全長(zhǎng)約57米的超重型火箭。該火箭的載重量在高度約2,000公里的地球低軌道(LEO)可載重140 ~ 150噸,投入月球轉(zhuǎn)移軌道(TLI)時(shí)可載重50 ~ 53噸。

        與2020年11月中國(guó)發(fā)射的月面探測(cè)器“嫦娥5號(hào)”的約8.2噸相比,可以看出其規(guī)??涨?。

        空間太陽(yáng)能電站具有功率大、能量傳輸方式靈活等特點(diǎn),既可成為未來(lái)穩(wěn)定的能量來(lái)源,又可廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)度、軍事無(wú)線供電、氣象科學(xué)研究、應(yīng)急救災(zāi)、空間供電、行星探測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域。

        未來(lái)的太空資源將更加珍貴。

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