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飞龙:美日缘何竞相发展空间电能技术?我们的问题与对策

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发表于 5 天前 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
  空间太阳能发电系统(SSPS),指在太空中将太阳能转化为激光或微波,传送回地球,作为电力能源加以利用的太空发电系统。空间电能作为一种新型可持续再生能源,其利用将能够有效缓解人类正在面临的能源危机、气候变暖、环境污染等世界性难题,同时,空间电能还可以被转化为太空武器,从而催生新的战争样式,影响国际战略格局演变。

  美国和日本等国自上世纪六七十年代启动SSPS相关技术研究与实验,经过90年代的集中攻关,技术设想逐步完善。进入21世纪以后,美日两国宇宙航天机构相继启动国家级研究规划,投入巨额资金,展开中长期项目研究,并设想将SSPS技术应用到军事领域,以抢占战略新高地。

  中国自上世纪90年代起,先后在太空站总体设计、航天技术、材料技术、无线能量传输技术、空间组装技术等关键技术领域取得重大进展及阶段性成果,部分具备了展开SSPS相关技术研究的理论与实践基础。尤其是近年来,我国地面太阳能发电技术日趋成熟,目前光伏发电新增装机容量以及累计装机容量均已达世界第一水平。

  当前,中国正在掀起新一轮SSPS技术研发热潮。2018年3月,中科院半导体研究所与中科国恒集团签署协议,组建国内首个“空间太阳能技术联合实验室”。12月6日,重庆市璧山区人民政府、重庆大学、中国空间技术研究院西安分院和西安电子科技大学在璧山举办会议并签署合作协议,决定在璧山建设空间太阳能电站实验基地。12月23日,西安科技大学“空间太阳能电站系统项目”(又名“逐日工程”)正式启动。同日,陕西省“空间太阳能电站系统”重点实验室和“空间太阳能电站系统”交叉研究中心挂牌成立。目前,我国已有几十家科研院所、高校和企业正在进行空间超高压发电输电、高效无线能量传输、超大型空间结构在轨装配等关键技术的研究,形成了SSPS技术研发的大好局面。但也要看到,由于缺少重大国家级项目的引领,导致“国家队”缺位,不能不让人担心可能出现研究力量相对分散、重复性建设以及建设资源不能集中发挥更大效益等问题。

  根据日本宇宙航天开发机构(JAXA)的设想,SSPS技术将优先应用到以下4个领域:一是利用激光传输技术,向无人直升机进行能源传输;二是利用激光技术,向月球探测器进行电力输送;三是利用微波技术,向在大气层外飞行的无人机进行无线能源传输;四是利用大型太空建筑物建造技术,搭建静止轨道降雨用雷达相控阵列天线。我们不难发现,这当中大部分应用其实对应着军事用途,将为军用无人机、无人舰艇、太空或地面雷达系统提供空间电力支持。此外,未来随着SSPS技术进一步成熟,还可以为在轨侦察、通信、导航卫星提供充电功能,为个人移动设备进行微波充电,从而延长后者服务时间,拓展其应用范围和灵活度。

  鉴于SSPS项目的重大战略价值及投入多、回报周期长等特点,应考虑由国家统一纳入中长期发展规划,明确近、中、远期发展目标,组织全国科研机构、高等院校、企业等力量,分工协作,从而早日实现中国空间太阳能发电技术的“领跑”地位。此外,还要及时关注研究国际研发相关动向,主动参与太空“游戏规则”的制定,防止未来我国SSPS技术应用可能受到国际上别有用心的国家的牵制和干扰。

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