中国太空发电站让美国很心慌,不仅领先欧美,还让NASA吵翻了

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中国逐日工程让NASA有些分裂了。

事情是这样的,2024年年初,NASA发布了一份长达108页的报告。这份报告是关于太空发电站的技术分析,但是分析却非常矛盾。

中国太空发电站让美国很心慌,不仅领先欧美,还让NASA吵翻了

一方面他们介绍了在太空建设太阳能发电站的技术是可行的,并且在20年内就可以实现,因此希望美国政府能够引起重视,尽快成立项目组带头研究这件事。

另一方面他们却又批评太空发电站,说它们太贵了,太空太阳能发电站的建设成本比地面贵了80倍等等,就差没直说这个项目不可行了。

这下让美国专家们也傻眼了,他们吵翻了天,有的说NASA是支持太空发电站的,有的说NASA明明是悲观的态度。

而且这些观点都在同一天发布,就好像NASA分裂了一样。

中国太空发电站让美国很心慌,不仅领先欧美,还让NASA吵翻了

于是我就对太空发电站产生了好奇,查了一下这才发现:NASA纠结不是没有道理的,太空发电站技术上,美国率先布局甚至一手带动其他国家,结果几十年过去,美国几乎都啥进展,反而被中国以及其他国家超越了。

比如在2004年,日本提出了建设空间太阳能电站项目的计划,整个计划投资超过210亿美元,目标是在2030年实现商业化发电,而且日本在太空发电站能量的传输上处于世界领先。

目前这项计划还在实施当中。

除了日本外、俄罗斯和印度等国家也有类似的规划。

如果只有这几个国家,NASA估计就不会那么着急。

让他们紧张的是欧空局和中国。

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2022年,欧洲航天局计划让成员国一起资助太空太阳能计划,而脱欧成功的英国雄心也很大,他们计划投资160亿英镑建设太空发电站。

欧空局的实力还是有的,如果他们大规模投入,那么很可能快速赶上来。

至于中国的速度就更快了。

早在2014年,国家科技部等16个部委就将太空发电站列入国家重大科研计划,并且将它命名为:逐日工程

2022年时,中国验收了世界首个全链路全系统的空间太阳能电站地面系统。

这意味着中国逐日工程已经领跑全球。

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这就让NASA非常着急了,美国是太空发电站的先行者,如果落后的反而是美国自己,那不是让人家笑话吗?

于是NASA就做了这份报告,迫切希望美国政府重视这个技术,但是因为它的难度太大了,这才有了NASA非常纠结的技术分析。

说白了,就是不想落后于中国。

那么问题来了:太空发电站真的能行吗?中国逐日工程又是什么?美国NASA都不看好,为啥还这么紧张?

大家好呀,我是硬核的熊猫,今天就来说说让美国NASA纠结的太空发电站。

太空发电站的构想是苏联提出来的。

1920年时,苏联火箭之父——齐奥尔科夫斯基提出了发射巨型太阳能电站的构想。

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在他看来,在太空中建设发电站的优势非常多。

比如:太空不会占用宝贵的土地资,想建多大就建多大;没有地球的遮挡,可以全天24小时发电;而且空气和云层基本没有,太阳能的发电效率是地面的10倍左右。

如果能在太空建一座太阳能发电站,那么它还真有可能解决人类的能源问题。

不过在当时这项技术太超前了,如何将设备送上太空,如何将能源送到地球都是问题,因此世界各国只能埋头做研究。

1940年时,著名科幻作家阿西莫夫提出了用微波进行无线传输的构想。

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科学家们大受启发,在太空发电后,完全可以用大功率的激光或者微波来输送能量,当然此时的太空发电站依旧只存在在概念里。

直到1970年代,两次石油危机的爆发后,世界各国这才正式开始重视太空电站。

尤其是美国,NASA和美国能源部率先布局这项技术,并推出了一个名叫:“1979基准系统”

这个项目的构思十分宏大。

它是由巨型的太阳能电池板和微波发射天线组成,计划总共在太空部署60个50亿瓦的超级发电站,用来满足美国的能源的需求。

可以说美国就是太空发电站的先行者,而且他们是第一批投钱在做事的国家。

在1990年后,NASA正式投资2200万美元,启动“空间太阳能探索计划”

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如果说以前是摸索技术的计划,那么这次投资后,美国在2012年就提出提出了一个名叫“阿尔法方案”的发展路线图。

太空发电站已经不仅仅是构想,而是一个可以实现的技术方向。

在美国的带领下,世界各国这才下定决心跟上技术。

中国太空发电站项目也是这个时期开始的。

当时中国几位科学院院士联名向国家提交了一份《尽早启动我国太空发电站关键技术研究的建议》。

中国由此开始了大规模攻关工作。

欧盟,俄罗斯、日本等国家也都加快了进度,其中日本由于本土能源缺失,也对太空发电站投入非常大的精力,欧盟和俄罗斯也有类似的研究。

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可以说美国一手带动了太空发电站的兴盛。

然而谁也没想到,当其他国家开始研究这项技术的时候,美国自己却掉链子了。

美国页岩油革命后,石油开采技术突飞猛进,一下子从能源进口国转为能源出口国,有了页岩油,美国在国内躺着就能挣钱,在国外又控制着地球的石油经济,可以说已经完全走出了能源困局。

而且为了能源去太空搞太阳能发电站也是非常鸡肋的。

一个是因为它的建设和运营巨大。

大到什么程度呢?

根据NASA自己的报告分析,太空发电站的发电成本高达0.61美元/度,是地面太阳能电站的12到80倍。

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如果单纯是为了能源,那太空发电站估计得赔死。

至于建设费用就不说了,不亚于一次小型空间站的成本了。

第二个,完全没必要去太空。

因为地球上的太阳能都足够全球各国使用了。

就拿中国来说,把中国1%的沙漠铺上光伏电板,就能满足全中国的用电需求。这可不是我瞎说,在上世纪时,钱学森就提出过这种构想,最近两年王传福和马斯克做过类似的判断。

也就是说太空发电站对于整个人类来说都有点太过超前了。

于是美国就放慢太空发电站技术的研发脚步。

在这之后十几年里,美国虽然也在研究太空发电站技术,但是都非常的零碎。

比较出名的案例只有美国五角大楼测试太空空间站,以及加州理工学院研究的“空间太阳能发电项目”等。

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这两个研究放在整个太空发电站工程上根本不值得一提。

相反中国和日本的成果就比较大了。

2015年时,日本率先完成55米距离的微波能量传输实验,传输效率接近10%,在能量传输上处于世界领先地位。

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不过日本毕竟能力有限,只能专注在某个领域内。

而中国就强多了。

2014年,西安电子科大的段宝岩院士团队提出了欧米伽(OMEGA)空间太阳能电站设计方案。

这个方案比美国阿尔法(ALPHA)方案更完善,不仅降低了太空发电站的控制难度,还减轻了散热压力,发电量提高了超过20%,实现了对美国方案的全面超越。

最关键的是这个方案是得到验证过的。

当时工信部等十几个部委紧急召集了130位专家进行技术论证,确定了我们的空间太阳能电站技术路线图,命名为“逐日工程”。

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这个工程分为:两大步和三小步,三小步是指:地面和浮空的试验、空间能量管理以及能量传输实验。如果都完成了,那么就开始“两大步”先进行兆瓦级别系统实验,然后再建立可以商用的太空发电站。

这个工程确认后,我们太空发电站就进入到 快速发展期。

2017年,中国又成立“空间太阳能电站推进委员会”专门来推动这项技术。

2018年底,中国空间太阳能电站实验基地就正式开始建设,2022年6月,世界首个全链路全系统的空间太阳能电站地面验证系统通过专家组验收,顺利完成了三小步中的地面试验。

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全链路是什么意思?就是说中国实现了跟踪太阳、聚焦光线、光电转换、微波传输等整个流程的全部检验。

这是世界上首次完成类似的实验,也意味着中国实现了对欧美的反超。

十年磨一剑,说的就是这个!

因此美国NASA才会纠结,一方面中国确实将这个超前的技术给做的有模有样,另一方面,它短时间内确实难以实现,而且成本是个解决不了的问题。

那为啥NASA还要推荐美国政府重点发展这项技术呢?

原因很简单,就是它在航天和军事上的价值无法估量。

由于这些年商业航天的发展,现在发射一颗卫星或者航天的成本下降了90%左右,这意味着航天时代离我们不远了,就像当初海航时代一样,人类总归是要去探索外太空。

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太空探索最重要的是什么?能源绝对能排在第一位。

原本各种航天器上天往往需要带着很大的太阳帆板才能充电补能,但卫星运行到地球阴影区时便无法充电,因此发电效率很低。

但是有了空间发电站,航天器只需要一套可以折叠的接收天线就能完成补能,每次路过空间太阳能电站就像到了加油站一样方便。

这意味着,航天器可以用更少的燃料携带更多的设备,航天器的性能可以得到极大的提升。

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但这还不是太空发电站最大的作用。

大家可以想象一下,航海时代是如何探索的?是不是发现航线上建设一个个人类补给点?通过补给点给后续的舰队提供源源不断物资?

在太空时代也是如此。

探索外太空需要很多很多的补给点,有了足够大的发电站,就可以围绕着它建成太空时代的航天器港口,人类可以在上面收集太空资源,制造设备、储存物资甚至直接在上面生活。

如果这样的太空基地足够多,人类是不是就可以慢慢扩大航天版图?

因此太空发电站不仅仅是一个给地球补给能源的设施,更是航天时代的人类基地,谁掌握太空发电站,谁就掌握了未来太空时代的主动权。

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对于世界各国来说,它更是未来话语权的象征。

这种话语权可能影响未来百年甚至千年的格局。

这句话我绝对没有乱说。

在大航海时代,西方列国修建了大量的海军基地,借助这些基地,他们影响了整个世界格局,直到现在,美军依然依靠这些军事基地掌握主导权。

而在未来的太空时代,太空发电站以及太空港,都将充当曾经军事基地的角色。

中国错过了航海时代,因此遭受了百年的欺辱,未来的太空时代,我们还能再一次错过吗?

当然有些人可能会说航天时代太遥远了,那么军事应用就一点也不遥远了。

首先太空发电站具备了军事战略价值。

2015年,美国军火巨头诺格公司就委托加州理工大学进行太空发电站的研究。

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2020年,美国海军实验室又测试了在太空发电站转化系统,明确确认了这项技术的可行性。

美国军方研究机构为啥频繁测试太空发电站?

其实就是看中它为美国军队在全球执行任务时提供能量的潜在能力。

美国在海外军事基地高达数百个,而且经常派航母到全球各地去执行任务,因此对于能源的需求非常大。

但是有了太空发电站,那么他们执行任务的时候就可以随时随地接收到电力,那各种军舰、无人机群就能摆脱后勤能源的限制,部署到更加偏远的地区。

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对于美军来说,太空发电站能辅助他们在全球部署的能力,因此太空发电站的军事战略战略价值非常大。

除了辅助外,美军测试过各种各样的武器,什么激光武器、电脉冲武器等等,太空发电站输送能量采用的是激光和微波技术。

因此它在一定程度上和这两个技术挂钩。

微波武器还有两个大名鼎鼎的名称就是:射频武器和电磁脉冲武器。

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早在2017年,美国期刊就刊登了一篇名叫《美国的下一个秘密武器:电磁脉冲炮弹》的文章,这篇文章揭露了美军在秘密研制一种可以让网络、无线通信、甚至电脑瘫痪的电磁脉冲炮弹。

想想看,如果一颗磁脉冲炮弹真的在城市爆炸会怎么样?

在数字时代,几乎整个网络都会直接瘫痪,整座城市一夜之间回到手工时代。

太空发电站当然不具备这种武器,但是它的军事价值同样很大。

太空发电站的原理其实跟家里的微波炉差不多,把光伏电池产生的电能转化成电磁波,然后把电磁波射向接收站,接收站再把它转换回电能。

但是如果电磁波处于高频率的时候,它的速度就非常快,如果我没记错的话,每秒发射速度高达30万公里,几乎没有延迟。

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速度快也就算了,它的作用还很大。

一个是可以像微波炉一样加热物体内的水分,想象一下,如果一股高频电磁波无声无息地射向地面,那么它周边几百米内生物水分都将被加热,就连天上飞的鸟都无法幸免。

威力确实很可怕。

除此之外,微波武器还能够让金属产生电流。

这就意味着,在照射范围内,它能够让所有含有金属材料的武器失效,各种电子设备都将被烧毁。对于各国的航天器来说,威胁性非常大。

就是不知道,美军已经研究到什么程度了。

还有激光武器也是。

早在2021年,美国就承认自己在发展太空定向能武器,这个定向能武器就是激光武器,它可以装在卫星上攻击其他国家的飞行器,也可以拦截洲际导弹。

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如果把它安装在太空发电站上,那么它的威胁性将大大提高。

因此美军才会一直测试太空发电站。

这也是NASA纠结的原因之一,太空发电站本来是一个民生工程,大家都是当做补充地球能源来发展的。

结果美军把它提高到太空武器的地步,那么它的战略价值就变得非常微妙了。

如果不大规模投入精力和财力,它就无法突破。

要知道,这些年来NASA的项目非常多,不仅有国际空间站需要维持,还有载人登月甚至载人火星等项目,哪一项不是吞金兽?

本来NASA的预算就严重不足,如果现在还大规模投入,那么NASA其他项目还做不做了?

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当初因为短期利益放弃了长期规划,这导致美国现在非常的被动。

反观中国,我们大型工程定下来后,一般都是按照定制好的战略走,从来都是一步一个脚印的稳定发展。

太空发电站更是如此,当初跟着美国一起制定的计划,一步步突破,实现了世界领先。

如今凭借我们科学家的努力,不管美国是否将太空发电站当做武器,我们都可以以不变应万变。

正如中国科学家说的那样:太空拥有无穷无尽的财富,我们发展航天,不是为了争霸,而是为了让我们后代不会戳着我们的脊梁说,目光短浅。

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或许航天的未来真的属于中国。

好了,我是熊猫,我们下期见!


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