中国要建空间太阳能电站,有哪些难点?(6)

2021-08-18 15:00     观察者网

空间太阳能电站的难点之二,是如何将电站组件发射到3.6万公里高度的地球同步轨道上。目前,人类最大的航天器——国际空间站重400多吨,而一个工业级空间太阳能发电站重达上千吨。因此,专家们也将空间太阳能电站称为航天与能源领域的“曼哈顿工程”。

2019年6月,由国防科技工业局主管的中国航天基金会发文指出,中国目前在研的长征9号重型运载火箭起飞推力达5873吨,最大起飞重量4137吨,能将140吨有效载荷送入近地轨道,同时具备50吨级地球同步轨道运力。以空间太阳能电站最小构型计算也需要发射至少140次,而且需要在两年周期内完成在轨组装,任务要求在一个月内至少发射六次重型火箭,不论是发射难度还是发射成本都无法接受。

中国航天基金会官方微信截图

不仅如此,还要考虑到空间太阳能电站的在轨组装难度。目前,空间站由几个舱段构成,组装时操作太空机械臂就可以实现,接口的控制也不须考虑过多。而太空电站需要组装大量的模块,组装时再采用空间自主交会对接方式将十分麻烦。

长期运行的安全性也是重要问题。首先是设备在太空中的运行安全问题,其次是微波辐射下对生态、大气、生物体等的影响问题。8月17日,《南华早报》援引北京交通大学一个研究小组去年的一项研究,称居民无法居住在距离1吉瓦空间太阳能电站地面接收站5公里范围内。

另外,不得不考虑的还有空间太阳能电站的成本问题。中国三峡水电站的总装机容量是2250万千瓦,截至2019年完工时,累计完成投资1849亿元。而被称作“太空三峡”的空间太阳能电站,按路线图2050年前具备吉瓦级(百万千瓦)发电能力,被传总投资约3000亿元,但真正投资数额目前还无法得知。

不过,中国航天基金会发文称,长征9号的运载能力有望大幅提升,我国在立项阶段就设定了三种型号,分别为拓展型,增强型和热核型,其中热核型为核动力推进装置,能将运载能力直接翻倍,空间太阳能电站的发射次数也减为70次左右,未来再加上火箭回收技术,其发射成本将会大幅下降。

在部分科学家看来,虽然“太空三峡”投入成本巨大,但收益也十分可观。中科院院士葛昌纯撰文称,空间太阳能电站的发展将极大地带动低成本运载、空间大规模建造等空间前沿技术的跨越式发展,为中国进一步和平利用太空、开发空间资源开辟新的空间,推动航天强国梦早日实现。

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