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在地球上，人類要利用太陽能，主要使用太陽能電池板。但太陽能電池板受到夜間、天氣等因素限制，只能進(jìn)行間歇性的發(fā)電，效率十分有限。

因此，早在半個(gè)世紀(jì)前，科學(xué)家就有在太空建立太陽能發(fā)電廠的想法。太空沒有夜晚，沒有大氣層遮擋，太陽能可達(dá)比較高得效率。

當(dāng)時(shí)，由于燃料危機(jī)和石油危機(jī)，美國(guó)宇航局開始考慮利用太空太陽能這個(gè)方案。但在那個(gè)年代，太陽能電池板想到達(dá)太空，必須通過搭載航天飛機(jī)，并由宇航員完成太陽能電池的組裝。

當(dāng)時(shí)這種技術(shù)費(fèi)用極高，僅組裝就需要花費(fèi)大約1萬億美元。

現(xiàn)在，隨著空間運(yùn)載技術(shù)和太陽能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，不少國(guó)家繼續(xù)研發(fā)這項(xiàng)技術(shù)用于地球清潔能源使用。最新研究表明，這類技術(shù)也可以用于月球，給月球基地供電。

更關(guān)鍵的是，太陽能電池板和相關(guān)材料，不需要在地球制造，在月球上就可以完成采礦、設(shè)備制造和組裝等一系列任務(wù)。然后再從月球送到太空站，費(fèi)用大大降低。

這項(xiàng)技術(shù)來自于瑞士Astrostrom公司的一項(xiàng)研究，他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)大地球月球發(fā)電站，簡(jiǎn)稱GE⊕-LPS。

這項(xiàng)技術(shù)作為歐洲航空局“清潔能源——太空太陽能新理念”開放空間創(chuàng)新平臺(tái)研究的一部分，未來的人類月球基地可以由GE⊕-LPS所產(chǎn)生的太陽能供電，滿足月球表面的所有需求，包括未來的載人基地所有的用電。

這項(xiàng)技術(shù)到底是如何實(shí)現(xiàn)的？

01

材料來自月球，組裝不需要人力

以前，為人類月球基地提供穩(wěn)定電力來源是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。因?yàn)樵谠虑蛏辖ㄖ锰柲馨逡矔?huì)受到日照影響，月球的日夜相當(dāng)于地球上 28 天，晝、夜各為 14 個(gè)地球日。

所以，要解決月球基地的電力來源問題，也需要在太空中尋找解決方案。

此時(shí)，GE⊕-LPS技術(shù)則被認(rèn)為可以為人類月球基地提供穩(wěn)定可靠的電力。

該空間站總體造型酷似蝴蝶，也是其靈感來源。它的主架構(gòu)是長(zhǎng)達(dá)1平方公里的螺旋結(jié)構(gòu)以提供結(jié)構(gòu)支撐，上面覆蓋著具備天線的特殊V 型黃鐵礦太陽能板。


該空間站位于距離月球表面約61,350公里的地月拉格朗日點(diǎn)，這個(gè)位置是地球和月球運(yùn)行之間的門戶，由于位置特殊，足以將23MW的微波功率傳送到月球表面的接收器，以滿足月球基地運(yùn)行所需的能源。

另外，這個(gè)位置的空間站還可以充當(dāng)具有人工重力能力的空間實(shí)驗(yàn)室、深空任務(wù)的基地，甚至是一個(gè)具備吸引力的旅游目的地，為地月空間探索提供可能性。

更有趣的是，該設(shè)計(jì)中所有的材料都來自月球。比如，黃鐵礦太陽能電池的原材料可以在月球拿到，為在月球制作該設(shè)備提供了技術(shù)可行性。

團(tuán)隊(duì)也聲稱，正在開發(fā)相關(guān)所需的技術(shù)，將允許使用太空機(jī)器人和遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)。這意味著，如果要制造該空間站的太陽能系統(tǒng)衛(wèi)星，不用在地球上制造相關(guān)零組件，完全可以在太空自行組裝，降低勞動(dòng)力成本。

另外，通過使用月球較低的重力發(fā)射該空間站的太陽能系統(tǒng)衛(wèi)星，也將大大降低發(fā)射成本。

02

還可以為地球服務(wù)

歐洲航天局SOLARIS研發(fā)計(jì)劃負(fù)責(zé)人桑杰表示：從地球表面向軌道發(fā)射大量GW 級(jí)太陽能衛(wèi)星，除了會(huì)有發(fā)射能力不足風(fēng)險(xiǎn)，還會(huì)造成嚴(yán)重大氣污染。未來一旦證明GE⊕-LPS的太陽能系統(tǒng)衛(wèi)星的太空制造工藝和組裝概念，就能利用月球本地資源擴(kuò)大規(guī)模生產(chǎn)更多太陽能衛(wèi)星，不僅為月球基地提供電，也能為地球提供電。

另外，據(jù)介紹，它除了為地球提供足夠的清潔能源之外，這還將創(chuàng)造許多其他好處，包括開發(fā)地月運(yùn)輸系統(tǒng)、月球和軌道上的采礦、加工和制造設(shè)施等。

更重要的是，通過研究發(fā)現(xiàn)，在月球上生產(chǎn)的太陽能衛(wèi)星不僅比任何類似的地球上生產(chǎn)的太陽能衛(wèi)星的成本更便宜，而且在供電方面，成本也更低。

目前，據(jù)專家介紹，GE⊕-LPS可能無需任何技術(shù)突破即可實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵虑虮砻娌傻V、選礦和制造作業(yè)的大多數(shù)核心技術(shù)已經(jīng)在地球上使用或開發(fā)，將這些技術(shù)應(yīng)用在GE⊕-LPS中，遠(yuǎn)程操控月球表面的機(jī)器人進(jìn)行工作，以模塊化形式提供并組裝。

原標(biāo)題：同時(shí)為月球地球供電：超大型太空太陽能電廠來了！