中国太空发电站让美国心慌~

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，但是分析的却非常矛盾，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，因此希望美国地区能够引起重视，尽快成立项目组，带头研究这件事儿。另一方面，他们却又批评太空发电站，说他们太贵了，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，而且这些观点都是在同一天发布，就好像NASA分裂了一样，于是我就对太空发电站产生了好奇，查了一下，这才发现NASA纠结的不是没有道理。

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太空发电站技术上，美国率先布局，甚至一手带动其他国家，结果几十年过去了，美国几乎没啥进展，反而被中国以及其他国家给超越了。比如在2004年，日本提出了建设空间太阳能。电站项目的计划，整个计划的投资超过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的能量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了。让他们紧张的是欧空局和中国。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。至于中国的速度啊，就更快了。早在2014年，国家科技部的16个部位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，中国验收了世界上首个全链路、全系统的空间太阳能电站的地位系统，这意味着中国逐日工程已经领跑全球，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，迫切希望美国地区重视这个技术，但是因为它的难度啊，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。

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那么问题来了，太空发电站真的可行吗？中国逐日工程又是什么呢？美国NASA都不看好，为啥还这么紧张呢？大家好，我是银河的熊猫。今天咱们就来说说让美国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，苏联火箭之父其奥尔科夫斯基提出了发射巨型太阳能电站的构想。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源，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时地面的10倍左右。如果能在太空建一座太阳能发电站，那么它还真的有可能解决人类的能源问题。如果在当时，这项技术太超前了，如何将设备送上太空，如何将能源送回地球都是问题。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。用微波进行无限传输的构想，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概念里，直到1970年代两次石油危机爆发后，世界各国这才正式开始重视太空发电站，尤其是美国NASA和美国能源部率先布局了这项技术，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，就来满足美国的能源需求。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这是投资2200万美元启动了空间太阳能探索计划。如果说以前是摸索技术的话，那么这次投资后，美国在2012年就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，世界各国这才决心跟上技术，中国太空发电站项目也是在这个时期开始的。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公关工作，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了非常大的精力，欧盟和俄罗斯也有类似的研究。可以说，美国一手带动了太空发电站的兴盛。

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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，在国外又能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难度巨大，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0.6亿美元每度，使地面太阳能电站的12~80倍。如果单纯是为了能源，那么太空发电站估计得赔死。至于建设费用就不用说了，不亚于一次小型空间站的。成本了。

第二个，完全没有必要去太空，因为地球上的太阳能都足够全球各国使用了。就拿中国来说吧，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。这可不是我在瞎说，在上世纪时，钱学森就提出过这种构想，最近两年，王传夫和马斯克就做过类似的判断，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。

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于是美国就贩卖了太空发电站技术的研发脚步。在这之后的十几年里，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的。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，日本率先完成了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。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，西安电子科大的段保研院士团队。提出了欧米茄空间太能电站设计方案，这个方案比美国阿尔法方案更完善，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，这个方案是得到过验证的。当时工信部的十几个部委紧急召集了130位专家进行了技术论证，确定了我们的空间太能电站技术路线图，命名为逐日工程。这个工程分为两大步和三小步，三小步指的是地面和浮空实验、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，先进行兆瓦级别的系统实验，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，中国又成立空间太能电站推进委员会，专门来推动这项技术，2018年年底，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实验。全链路是什么意思呢？就是。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。

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因此美国拉萨才会纠结，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，他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还要推荐美国地区重点发展这项技术呢？原因很简单，就是他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，就像当初的航海时代一样，人类总归是要去探索外太空，太空探索最重要的是什么？能源绝对排在第一位。原本各种航天器上电往往需要带着很大的太阳能帆板才能充电，不能，但是卫星运行到地球阴影区域时便无法充电，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。每次路过空间太能电站，就像到了加油。一样方便，这意味着航天器可以用更少的燃料携待更多的设备，航天器的性能可以得到极大的提升。但这还不是太空发电站的最大作用。大家可以想象一下，航海时代是如何探索的，是不是在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的物资。在太空时代也是如此，探索外太空需要很多的补给点，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，那么人类是不是就可以慢慢扩大航天版图呢？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，谁掌握了太空发电站，谁就掌握了未来太空时代的主动权。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。

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为电磁波，然后把电磁波射向接收站，接收站再把它转化为电