開電動(dòng)汽車回家，近年成為春運(yùn)模式中許多人的“新挑戰(zhàn)”。擁堵的高速公路上，不乏趴窩的電動(dòng)車身影。

這樣的悲劇有望杜絕。全國(guó)空間探測(cè)技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩13日向科技日?qǐng)?bào)記者表示，如果我國(guó)建成空間太陽能電站，電動(dòng)車或能隨時(shí)隨地充電，不再有“斷糧”之憂。

當(dāng)然，空間太陽能電站的應(yīng)用遠(yuǎn)不止如此。它的作用有多大，離我們的生活還有多遠(yuǎn)?龐之浩進(jìn)行了介紹。

用之不竭的清潔能源

人類對(duì)太陽能的利用早已普及，但太陽能在地面的利用率并不高，其會(huì)因大氣的吸收和散射，以及云雨、季節(jié)、晝夜更替的影響而衰減。同時(shí)能量密度變化巨大，很不穩(wěn)定。

太空中太陽能卻非常充裕。龐之浩說，如果在大約3.6萬公里高度的地球同步軌道上建設(shè)太陽能電站，太陽光線不會(huì)被大氣減弱，也不受季節(jié)、晝夜變化影響，99%的時(shí)間內(nèi)可穩(wěn)定接收太陽輻射，其強(qiáng)度是地面的6倍以上。通過空間向地面進(jìn)行能量的定點(diǎn)傳輸，可為人類提供用之不竭的清潔能源。

空間太陽能電站發(fā)展的核心應(yīng)用目標(biāo)，是為地面提供大規(guī)模商業(yè)化的電力供給。龐之浩說，由于覆蓋面積廣，其可以向偏遠(yuǎn)地區(qū)、海島和災(zāi)區(qū)供電，還可以靈活用于地面移動(dòng)目標(biāo)供電。

同時(shí)，空間太陽能電站能為“可視”范圍內(nèi)的航天器供電，使航天器擺脫巨大的太陽能電池翼，并大大增加功率水平和控制精度。它也能作為深空探測(cè)能源系統(tǒng)的候選方案，未來還可以利用它進(jìn)行空間燃料生產(chǎn)以及空間加工制造，實(shí)現(xiàn)空間工業(yè)發(fā)展。

此外，空間太陽能電站還能收拾傳統(tǒng)能源造成的“爛攤子”。龐之浩說，石化能源的利用引起了全球氣候變暖，隨之頻頻產(chǎn)生臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)等惡劣氣象。將空間太陽能電站的巨大能量傳輸?shù)脚_(tái)風(fēng)所在區(qū)域，可以改變臺(tái)風(fēng)的溫度分布，破壞其形成過程。

面臨多項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)

龐之浩介紹，空間太陽能電站的主要工作原理是：太陽能發(fā)電裝置將太陽能轉(zhuǎn)化成為電能;能量轉(zhuǎn)換裝置將電能轉(zhuǎn)換成微波或激光等形式，并利用發(fā)射裝置向地面發(fā)送波束;地面接收系統(tǒng)接收空間傳輸?shù)牟ㄊ?，通過轉(zhuǎn)換裝置將其轉(zhuǎn)換成為電能接入電網(wǎng)。

“目前其技術(shù)原理已沒有太大問題。”龐之浩說，近年來太陽能發(fā)電效率、微波轉(zhuǎn)化效率以及相關(guān)航天技術(shù)取得了很大進(jìn)步，為下一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。但空間太陽能電站作為一個(gè)宏大的空間系統(tǒng)，在許多技術(shù)方面都有待突破。

例如，目前人類最大的航天器——國(guó)際空間站重400多噸，而一個(gè)工業(yè)級(jí)空間太陽能發(fā)電站重達(dá)上千噸。如何建設(shè)?有國(guó)內(nèi)專家建議，先將空間太陽能電站的建造材料發(fā)射到太空，建立“太空工廠”，通過3D打印技術(shù)將所需組件打印出來，再通過太空機(jī)器人進(jìn)行組裝。這是目前的研究方向之一。

長(zhǎng)期運(yùn)行的安全性也是重要問題。龐之浩說，長(zhǎng)期微波輻射下對(duì)生態(tài)、大氣、生物體等的影響問題，有待深入研究。

此外，空間太陽能電站的建設(shè)對(duì)新材料、高效能量轉(zhuǎn)化器件、超大型航天器結(jié)構(gòu)及控制技術(shù)、在軌組裝維護(hù)技術(shù)等都提出了很大挑戰(zhàn)。