太阳能发电的建议 从太空下来 自 1970 年代以来一直存在，但长期以来，这个想法一直被视为科幻小说。 不过，现在欧洲似乎正在认真考虑将其变为现实。
天基太阳能 （SBSP）涉及在轨道上建造大量太阳能电池板阵列来收集阳光，然后通过微波或高功率激光将收集到的能量发射回地球。与地面太阳能相比，这种方法有几个优点，包括没有夜晚和恶劣天气，以及缺乏大气层来减弱来自地面的光。 s一。
但是在太空中建造如此大的结构所涉及的工程挑战以及所涉及技术的复杂性，意味着这个想法到目前为止还停留在绘图板上。 欧洲航天局局长约瑟夫·阿施巴赫 (Josef Aschbacher) 想要改变这种状况。
作为该技术的长期倡导者，Aschbacher 最近宣布了一项新的计划 研究和开发 程序 呼叫ed Solaris，这将为全面推广奠定基础l退出本世纪后期的技术。 该提案将提交给 ESA 委员会，该委员会在 XNUMX 月的一次会议上为该机构做出资助决定。
“天基 sOLAR p能源将是欧洲朝着碳中和和能源独立迈出的重要一步，” 他啾啾. “我们已经有了主要的构建模块，但让我明确一点：要使项目成功，仍然需要大量的技术开发和资金。”
此举遵循 发布两份报告 该机构委托英国咨询公司 Frazer-Nash 和德国罗兰贝格评估 SBSP 的可行性。 两人都得出结论，到本世纪中叶，这项技术可以在价格上与其他形式的电力竞争，但其中一些数字令人大开眼界。
弗雷泽-纳什报告估计， 研究和开发 仅仅获得一颗 SBSP 卫星原型所需的投资可能高达 15.8 亿欧元（15.8 亿美元）。建造第一颗运行卫星可能耗资约 9.8 亿欧元，并且在其生命周期内运行还需要花费 3.5 亿欧元。报告预测，建造的卫星越多，它们的价格就越便宜 这 到第十 卫星， 资本成本将降至 7.6 亿欧元，运营成本将降至 1.3 亿欧元。
但鉴于可能需要数十颗这样的卫星才能提供合理数量的电力，这些成本将很快累积起来。 报告称，一组 54 颗“千兆瓦级”SBSP 卫星的开发和运营成本为 418 亿欧元，这将被节省地面能源生产和二氧化碳排放所带来的 601 亿欧元所抵消。s 减少。
似乎这些数字受到一些非常严重的警告。 罗兰贝格 报告 在考虑“关键技术和制造方法的重大进步”时，每颗 SBSP 卫星的成本估算值相似。 但是，当他们根据我们看到最低预付款的假设计算成本时，8.1 亿欧元的价格跃升至 33.4 亿欧元。
有很多领域需要进步。 首先，这些卫星将比我们以前在太空中建造的任何卫星都要大几个数量级。 罗兰贝格报告估计他们的总面积约为 15 平方公里（5.8 平方英里），而 8,000 平方米（86,000 平方英里）eet) 国际空间站。
每颗卫星都可能称重 10 是 450 吨的国际空间站的两倍多，因此仅将原材料送入轨道就需要将当前的发射能力提高近 200 倍。 一旦到达那里，这些结构将需要由自主机器人（而不是遥控机器人）组装，这将需要在机器人操作和人工智能方面进行大规模改进。
将这些系统物理连接在一起 w乌尔德 根据罗兰贝格的报告，增加了太多的发射重量，因此构成结构的大约 XNUMX 万个组件乌尔德 需要无线控制和监控。 这将代表一个比我们迄今为止构建的任何东西都复杂得多的传感器-执行器网络。
不过，也许最大的挑战将是提高系统的效率。 无线电力传输 系统。罗兰贝格报告指出，美国海军研究 实验室已经成功地在大约一英里的距离内传输了千瓦的电力，但是以高效率在数千公里的空间中传输千兆瓦的电力将需要根本性的突破。
如果 索拉里斯项目 获得批准后，它将专注于推进高效太阳能电池、无线电力传输和机器人在轨组装方面的最先进技术。 该计划旨在运行到 2025 年，届时它有望为欧空局提供足够的信息来决定是否要进行全面开发。
但鉴于挑战的规模，一些人认为 SBSP 是一个天上掉馅饼的计划，几乎没有机会成为现实。 作为 Ars Technica的 笔记，埃隆马斯克以嘲笑这个想法而闻名，物理学家凯西汉默的分析表明，传输损耗、热损耗、物流al 成本，以及必须构建您的技术以在严酷的太空中生存所带来的惩罚意味着 SBSP 将是数千次s 比地面太阳能更昂贵。
但欧空局并不是唯一的 一种 追求这个想法。 日本 至少自 2014 年以来，一直在认真调查 SBSP，最近 英国 和 中国 已经赶上了潮流。
这些政府是否有ve 投入使 SBSP 成为现实所需的资源 有待观察, 但是 势头似乎正在形成。
图片来源：欧空局/Andreas Treuer
