科幻成為現實！太空太陽能發電站來了

2020-12-06 大愚百科全書

這聽起來像是科幻小說：漂浮在太空中的巨型太陽能發電站向地球發射了大量的能量。在很長一段時間裡，這個概念：最早是由俄羅斯科學家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基(Konstantin Tsiolkovsky)在20世紀20年代提出的，主要是對作家有所啟發。



然而，一個世紀後，科學家們在將這一概念變成現實方面取得了巨大的進步。歐洲航天局已經意識到了這些努力的潛力，現在正尋求為這些項目提供資金，並預測我們將從太空獲得的第一個工業資源是「光束能量」。
氣候變化是我們這個時代最大的挑戰，因此事關重大。從全球氣溫上升到天氣模式的轉變，氣候變化的影響已經在全球範圍內感受到了。克服這一挑戰需要從根本上改變我們生產和消費能源的方式。


近年來，可再生能源技術發展迅猛，效率提高，成本降低。但是，吸收它們的一個主要障礙是它們不能提供持續的能源供應。風電場和太陽能發電場只有在颳風或陽光明媚的時候才能產生能量，但我們每天都需要全天候的電力。歸根結底，在我們轉向可再生能源之前，我們需要一種大規模儲存能源的方法。
繞過這一問題的一種可能方法是在太空中產生太陽能。這樣做有很多好處。天基太陽能發電站可以一天24小時繞軌道面對太陽。地球的大氣層也會吸收和反射一些太陽光，因此大氣層上方的太陽能電池會接收更多的陽光，產生更多的能量。


但需要克服的關鍵挑戰之一是如何組裝、發射和部署如此大型的建築。一個太陽能發電站的面積可能要達到10平方公裡--相當於1400個足球場。使用輕質材料也將是至關重要的，因為最大的費用將是用火箭將空間站發射到太空的成本。
一種建議的解決方案是開發一批數千顆較小的衛星，這些衛星將聚集在一起，並配置成一個單一的大型太陽能發電機。2017年，加州理工學院(California Institute Of Technology)的研究人員概述了一個模塊化發電站的設計，該發電站由數千塊超輕型太陽能電池瓦組成。他們還展示了一塊每平方米僅重280克的瓷磚原型，與卡片的重量相似。



最近，3D列印等製造業的發展也在考慮這一應用。在利物浦大學，我們正在探索將超輕型太陽能電池列印到太陽帆上的新製造技術。太陽帆是一種可摺疊、重量輕、反射率高的薄膜，能夠利用太陽輻射壓力的效應，在沒有燃料的情況下推動太空飛行器前進。我們正在探索如何在太陽帆結構上嵌入太陽能電池，以創建大型的、無燃料的太陽能發電站。
這些方法將使我們能夠在太空中建造發電站。事實上，有朝一日，在太空中製造和部署國際空間站或未來繞月運行的月球門戶站的裝置是可能的。事實上，這樣的裝置可以幫助在月球上提供電力。
可能性還不止於此。雖然我們目前依賴來自地球的材料來建造發電站，但科學家們也在考慮利用來自太空的資源來製造，比如在月球上發現的材料。



另一個重大挑戰將是將電力傳輸回地球。該計劃是將太陽能電池中的電能轉化為能量波，並利用電磁場將其向下傳輸到地球表面的天線上。然後，天線會將電波轉換回電能。由日本宇宙航空研究開發機構領導的研究人員已經開發了設計，並演示了一種應該能夠做到這一點的軌道器系統。
在這一領域還有很多工作要做，但目標是在未來幾十年內，太空中的太陽能發電站將成為現實。中國的研究人員設計了一個名為歐米茄(Omega)的系統，他們的目標是在2050年之前投入使用。該系統應該能夠在峰值性能下向地球電網提供2千兆瓦的電力，這是一個巨大的數字。要利用地球上的太陽能電池板生產如此多的電力，你需要600多萬塊太陽能電池板。



較小的太陽能衛星，如那些為月球車提供動力的衛星，可能會更快投入使用。
在全球範圍內，科學界正在投入時間和精力發展太空中的太陽能發電站。我們希望它們有朝一日能成為我們抗擊氣候變化的重要工具。

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    這聽起來像科幻小說：漂浮在太空中的巨型太陽能發電站向地球發射大量的能量。20世紀20年代，俄羅斯科學家康斯坦丁齊奧爾科夫斯基首次提出了這個概念。在很長一段時間裡，這個概念主要是作家們的靈感來源。然而，一個世紀之後，科學家們在將這一概念變為現實方面取得了巨大進展。
  • 不是科幻!英國研究建立太空太陽能發電站,用雷射輸電回地球
    在英國政府資助的一個項目的幫助下，太空中的太陽能發電站能夠將「零排放的電能」傳輸到地球上可能很快成為現實。在地球上空的宇宙空間中，沒有雲霧來阻擋太陽光線——這使得太空太陽能電站成為一個恆定的零碳能源。為了滿足地球日益增長的能源需求，英國政府委託對天基太陽能(SBSP)站概念進行了新的研究。他們的想法是，這些觀測站將捕獲從未到達地球的太陽能量，並使用雷射束將這些能量安全地送回地球。
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    在英國政府資助的一個項目的幫助下，太空中的太陽能發電站能夠將「零排放的電能」傳輸到地球上可能很快成為現實。
  • 太空太陽能發電站給我們提供能源需求,這個項目聽起來有點香
    這聽起來像科幻小說：漂浮在太空中的巨型太陽能發電站向地球發射大量的能量。在很長一段時間裡，這個概念主要是對作家的啟發。這個概念最初由俄羅斯科學家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基（Konstantin Tsiolkovsky）在20世紀20年代首次提出。
  • 科幻小說有望變成現實,空間太陽能發電站即將上線
    因此人類目前尋求的是可再生能源，例如太陽能。但是，即使現在最好的太陽能板，它發電的效率也只能達到30%到40%。而且，太陽能發電受天氣影響非常嚴重，一定要選在晴天相對多的地方安裝太陽能發電站。它還受緯度的影響，因為太陽高度角也會影響照射的強度。為了解決這一問題，有科學家提出，在地球軌道上建造太陽能發電站。這有點科幻小說的味道，但已經有國家計劃在2024年實施這一方案了。
  • 太空發電站會是未來的趨勢,中國已經遙遙領先
    這聽起來像是科幻小說：巨大的太陽能發電站漂浮在太空中，將巨大的能量輻射到地球上。長期以來，這個概念（最初由俄羅斯科學家Konstantin Tsiolkovsky於1920年代提出）主要是對作家的啟發。
  • 研究發現，太陽能發電站活力滿滿
    設想一下一個巨大的太陽能發電廠懸浮於太空，地球接受它輻射出的能量，在科幻電影、小說裡才能看見這種場面。這最早是康斯坦丁•齊奧爾科夫斯基提出的幻想照進現實，科學家取得進展。特別是歐洲航天局，他們已經認識到了太陽能發電站的潛力，目前正努力為太陽能發電項目提供資金支持。
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  • 未來,太空中的太陽能電站,可以解決人類能源的需求
    這聽起來像是科幻小說：巨大的太陽能發電站漂浮在太空中，將巨大的能量輻射到地球上。長期以來，這一概念（最初由俄羅斯科學家Konstantin Tsiolkovsky於1920年代提出）主要是對作家的啟發。
  • 太空中的太陽能發電或成地球的能源替代品
    這個概念，聽起來像是科幻小說中的場景，其實是由俄羅斯科學家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基在上世紀二十年代首次提出。一直以來，它也確實是許多科幻作者的靈感來源。但是，一個世紀後，科學家為實現這個概念已經取得了巨大的進步。歐洲航天局已經意識到這些工作的潛力，同時也在為這些項目尋求資金，並預測我們從太空獲得的第一種工業資源將是「光束能量」。
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    太陽能衛星概念圖據國外媒體報導，巨大的太陽能發電站漂浮在太空，將無數能量輻射到地球。這個概念，聽起來像是科幻小說中的場景，其實是由俄羅斯科學家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基在上世紀二十年代首次提出。一直以來，它也確實是許多科幻作者的靈感來源。但是，一個世紀後，科學家為實現這個概念已經取得了巨大的進步。
  • 太空中的太陽能電池板未來可滿足地球的能源需求
    據國外媒體報導，巨大的太陽能發電站漂浮在太空，將無數能量輻射到地球。這個概念，聽起來像是科幻小說中的場景，其實是由俄羅斯科學家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基在上世紀二十年代首次提出。一直以來，它也確實是許多科幻作者的靈感來源。
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    星鏈計劃的實施向世界表明的，太空發展有無限的想像空間，太空也成為世界各個科技強國相繼爭奪的地盤。我們作為一個正在崛起的世界大國，在太空領域的發展自然不能落後其它國家。：在太空中打造一座空中三峽發電站，中國實現地月空間計劃打下了堅實的基礎。
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    目前，中國空間技術研究院正在推進太陽能空間電站項目的研究，王立研究員正是該項目負責人之一。 頗具科幻色彩的硬核能源技術 早在 1941 年，科幻小說作家阿西莫夫就曾提出過類似的設想。
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    星鏈計劃的實施向世界表明的，太空發展有無限的想像空間，太空也成為世界各個科技強國相繼爭奪的地盤。我們作為一個正在崛起的世界大國，在太空領域的發展自然不能落後其它國家。：在太空中打造一座空中三峽發電站，中國實現地月空間計劃打下了堅實的基礎。
  • 中國剛要在月球建發電站,美就稱開發太空太陽能,卻有一致命缺點
    航空航天研發已經成為世界各國的戰略重點，無論是發達國家還是發展中國家都力所能及的參與到這場大開發的競爭中來。究其原因是太空研發同時是軍事發展的一部分，其相關技術被廣泛的應用到戰機、飛彈，信息等領域。而人類已經在太空中發現的豐富資源，如能源、礦物質等，這些資源是無主的，誰能開發就是誰的。環球網援引德國中德電視臺11月3日在科技欄目中報導稱，中國將在月球建立發電站，計劃在月球兩極分別敷設光伏發電裝置，這樣能確保永遠有一座基站接受太陽光的照射，能源源不斷的將太陽能轉化為電能，並將其積蓄起來送到地球。
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    由於世界能源的緊張，以及地球環境的持續惡化，現在科學家開始想辦法開闢一個新的途徑，這樣才能夠緩解地球的危機，這方面我們中國科學家走在了世界的前列，近期中國科學家在太空建立太陽能發電站的科學之路，已經邁出關鍵的一步，這是中國的驕傲。
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