隨著人類科技不斷髮展,我們對於太空的探索也越發頻繁起來,更讓人稱道的是,中國已經連續幾年在航天器發射數量上面領跑全球。
逐漸增加的航天發射也意味著航天經濟即將到來,尤其是眾多航天大國也準備開發“地月空間”,那麼何為地月空間?據了解,整個近地軌道至月球軌道的廣大空間都可以稱之為地月空間。中國中科院院士包為民就曾表示,在2045年實現航天強國的夢想,屆時中國將建成地月空間運輸、探測和基礎設施體系。
在這些基礎設施體系中,就包括了我們要建造的空間太陽能電站,這也被譽為太空三峽。現代光伏電站就主要採用的是太陽能發電技術,但由於大氣散射、氣象等等因素干擾,目前的光伏電站發電效率並不高。但要是將太陽能電站轉移到距離地球3.6萬公里的地球同步軌道,其效率將直接暴增35倍。
而想要建造空間太陽能電站目前有兩大核心問題需要解決,分別是遠距離電能無線傳輸以及如何將數千萬噸重的電站元件發射到地球同步軌道,現在我們正在這條路上。
據了解,中國將會在重慶市璧山區啟動建設中國首個空間太陽能電站實驗基地,這個基地我們會用2年時間將其建成,並通過浮動平臺實現遠距離電能傳輸實驗,為之後空間太陽能電站的建設積累足夠的技術經驗。
空間太陽能電站實驗基地的出現,從某種意義上來說來說中國的微波無線電能傳輸技術已經取得了實質性突破。相信在中國科研人員的努力下,實現遠距離輸電問題並不難,最大的難點依舊是如何將空間太陽能電站發射入軌。
空間太陽能電站其重量至少在7000噸以上,想要將這樣大重量的大規模航天器發射至地球同步軌道依舊是一個非常大的難題。為此我們也展開了長征9號重型運載火箭的研發工作。
長征9號重型運載火箭芯級直徑達到10米量級,搭配4個3.35米液體燃料助推器,起飛推力達5873噸,最大起飛重量4137噸,能將140噸有效載荷送入近地軌道,同時具備50噸級地球同步軌道運力。即便如此,通過長征9號運載,也需要之前140次發射才能完成任務,更重要的是需要在兩年內實現組裝工作,因此就發射難度以及成本而言都是非常高的。
為此我們需要提升長征9號的運力,其中核熱型也是我們最終追求的目標,那就是將火箭末級發動機替換成核動力推進系統,如此一來長征9號運力將直接翻倍,達到100噸,發射次數也將大大減少。
根據中國航天科技集團釋出的火箭發展規劃,等到2035年中國將實現全譜系火箭的回收利用,其發射成本也將成幾何式下降,一發火箭至少能夠重複利用10多次,屆時僅僅需要10枚重型火箭的成本就能完成空間太陽能電站建設。
除此之外,空間太陽能電站的建設將有利於地月空間經濟圈的開發,這比直接開發月球氦3的難度要小得多,目前中國已經給出了建設空間太陽能電站時間表:在2025年建成平流層空間太陽能電站、2030年建成兆瓦級空間太陽能電站,最終太2050年完成大規模空間太陽能電站,相當於30年才能完成這項工程,總投資金額高達3000億人民幣。
目前而言,空間太陽能電站技術難度極大,放眼全世界也僅有中國有這個魄力開展這樣的專案,但這個專案的開展也將帶動大批工業科技創新成功,為中國未來的發展起到良好的促進作用。如果說美國的阿波羅登月是20世紀人類最偉大的航天成果,那麼中國太空三峽的建設,也將會成為21世紀人類探索太空過程中最偉大的壯舉!