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发表时间:2020-01-08 09:13:28热度:4925

「澳门赌场能否押大小」开启70万亿宝藏大门!太空三峡梦想照进现实,万吨级的庞然大物

澳门赌场能否押大小,近日,中科院包为民院士再次提出本世纪中叶我国将力争建成地月空间经济区的全新概念,该经济区主要包括近地轨道空间、月球引力空间、地月转移轨道空间三大空间领域。据估算未来30年地月空间经济总产值将超过70万亿人民币,随着时间推移这一数值还将持续扩大。

40多万公里外鹊桥中继星拍摄地月空间

地月空间经济区将依托航班化地月空间运输、空间资源探测与开发、空间基础设施三大体系进行建设。

提起基础设施人们很容易联想到三峡电站、高速铁路等社会效益明显的大规模工程建设,如今我们又要在太空搞基建。2022年左右建成的百吨级规模天宫空间站就是空间基础设施组成部分,届时它将成为我国建设地月空间经济区的第一站。除此之外我们还在酝酿一项规模更加宏大的空间太阳能电站,可以将其视作“太空三峡”。

天宫空间站是地月空间经济区第一站

近几十年来能源枯竭始终是霸屏榜首的热门话题,而事实上这是一个伪命题。上世纪六十年代天文学家尼古拉·卡尔达肖夫首次基于能量级定义了文明的三个等级,i型文明可以使用其原生行星所有可用能量,ii型文明可以利用所在星系的恒星能量,iii型文明则利用它所处星系的所有能量。

截止目前人类仍然属于i型文明,所以根本不是能源枯竭与否的问题,而是探索新旧能源交替的方法问题,攫取恒星能源的空间太阳能电站就是人类探索ii型文明的最新努力。

恒星“太阳”

地面建设的光伏发电设施由于接收到的太阳光经过大气散射能量已经大大衰减,如果在外太空部署光伏发电设备就可以最大限度实现光电转换。

空间太阳能电站有很多独特优势,比如直接为偏远山区、海岛、卫星、飞机、海洋平台供电,同时它还有着独特的军事应用功能。现代武器装备用电需求越来越大,如何解决战时能源供给始终是制约战争胜负的关键要素之一,空间太阳能电站可以实现无缝对接输电,届时不论是天上飞的、海里游的、陆地跑的武器装备都能在其支持下实现长航时运行。

空间太阳能电站

想要建成空间太阳能电站需要攻克三大难题,首先是研制出光电转换效率较高的太阳能电池,再就是远距离隔空输电难题,最后是运输部署问题。

以往我们常说“中东有石油,我们有稀土”,而事实上我们还有一张王牌。前不久大洋彼岸发布了一份航天产业发展报告,该报告指出目前我国已经取得星载太阳能供电系统的全球主导权,几乎垄断了该领域从原材料到关键组件生产的上下游产业链。最关键的精制锗片已经占据全球70%的开采、精炼与生产,不夸张地说离开我们的精制锗片世界大多数国家的卫星都难以为继。

我国已取得星载太阳能供电系统主导权

除此之外,我们还研制出了全球光电转换效率最高的砷化镓太阳能电池翼,即将发射的百吨级天宫空间站就基于柔性砷化镓太阳能电池翼实现了对400吨级国际空间站供电能力的反超。

空间太阳能电站未来将部署在距离地球约3.6万公里的静止轨道,因此“超远距离隔空输电”当属此项工程的头号瓶颈。为解决这一难题我们已经开始行动,落户重庆璧山的我国首个空间太阳能电站实验基地已于今年年初动工,目前已经具备无线输电实验能力,再过一个多月该实验基地将全面建成。

远距离隔空输电

无线输电主要通过微波传输方式隔空输电,其难点在于要解决无线电波在传输过程中弥散衰减问题。事实上我国无线输电攻关已有十余年之久,目前已经进入该领域国际前列。比如,有着大规模市场需求的近距离无线输电技术已经有了很多成果,而且已经应用。

随着首个空间太阳能电站实验基地的落成,基于已有技术条件很快我们就能实现无线输电的世界级能力突破。

太阳能电站体量将是天宫空间站的100多倍

重达万吨的空间太阳能电站地球静止轨道部署同样是世界级难题,其在轨部署规模相当于天宫空间站的100多倍,不论是国际空间站亦或者天宫空间站都部署在400公里左右的近地轨道,难度相对小得多,而空间太阳能电站则是要部署在轨道高达3.6万公里的地球同步轨道,发射成本与难度都是世界之最。

此时服务地月空间经济区建设的航班化运输系统将发挥作用,半个多世纪前能将119吨载荷送入近地轨道的土星五号火箭时至今日依然是最强运力火箭纪录保持者,然而它的一生仅为阿波罗载人登月工程以及天空实验室计划服务,为什么运力如此强悍却还要落得个曲终人散的结局?因为当时人类并没有太多大载荷发射需求,没有任务牵引自然也就难以为继。

土星五号重型运载火箭

我国航班化地月空间运输系统将彻底克服土星五号的历史局限,因为在大力建设地月空间经济区背景下新一代重型运载火箭将迎来空前的发射需求。

目前我国正在快速推进921新一代载人火箭与长征九号两款重型火箭的研制,它们都以载人月球探索任务为背景研发。以长征九号为例,该火箭近地轨道运力140吨,进行空间太阳能电站建设需要实施70余次发射任务,尔后通过可重复使用轨道转移器将电站组件推送至地球同步轨道进行在轨组装。虽然不存在理论障碍,但成本之高也足以令人瞠目结舌,因此必须实现火箭箭体的重复使用,以期大幅度降低发射成本。

长征九号重型运载火箭

根据航天科技集团运载火箭技术研究院公布的《2017-2045航天运输系统发展路线图》安排,到2035年我国火箭将实现多级完全重复使用,所以空间太阳能电站的发射成本也必将大幅度降低。

去年年底我国空间太阳能电站工程已经被正式定名为“逐日工程”,该工程设定的远期目标是在地球同步轨道部署一条1000米长的太阳能光伏电池阵,其接收到的能量相当于地球已知可开采石油储量的能量总和。

我国将在2030年建成兆瓦级试验电站

我国空间太阳能电站预计到2030年建成兆瓦级在轨试验电站,2050年建成十亿瓦级商业在轨电站,该时间表与我国力争本世纪中叶建成地月空间经济区的时间不谋而合。

目前美国、欧洲、日本等发达国家都在努力攻关空间太阳能电站技术,但国际社会却普遍认为身为“基建狂魔”的我们最有可能率先部署空间太阳能电站,因为这是上下五千年文明发展历练出来的一种天赋异禀。比如,横亘在崇山峻岭中的万里长城、纵横大江南北的秦朝驰道,还有两千多年前建设的都江堰等等,都在诠释着我们的天赋异禀,而未来夸父逐日的神话必将在我们手里变为现实。

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