太空電站，讓太陽隔空“來電”

龐之浩

春節期間，一則短消息引起人們的關注：日前，我國首個太空電站實驗基地在重慶啟動建設。如果有了太空電站，許多開電動汽車回家過年的人就不用擔心中途沒有充電樁了，因為他們可以隨時隨地進行“隔空充電”。

太空電站，簡單地說就是把地面的太陽能發電裝置搬到太空去運行。它在太空將太陽能轉化為電能，再通過無線能量傳輸方式傳輸到地面。

太空電站由太陽能發電裝置、能量轉換和發射裝置、地面接收和轉換裝置三大部分組成。其工作程序是：先由太陽能發電裝置將太陽能轉化為電能 ，之后能量轉換和發射裝置會將電能轉換成微波或激光向地面發送，地面接收系統接收到空間傳輸來的波束， 再通過轉換裝置將其轉換成電能后接入電網。

建太空電站的技術原理現已沒有太大問題，但要造出這一宏大的空間系統，還有不少關鍵技術有待取得突破性進展。建成太空電站的兩大核心問題，一個是如何實現遠距離電能無線傳輸，另一個就是如何將重達數千甚至上萬噸的電站組件發射到地球同步軌道上去。

現有的太空電站構想方案之一。

遠距離電能無線傳輸可以通過能量轉換及發射裝置來實現。第二個問題則對新型運載、新型材料、超大型航天器結構及控制、在軌組裝維護等技術提出了很大的挑戰。因為電站組件的質量可達千噸，長度能達千米，功率為兆瓦級，壽命需在30年以上。

目前，一些國家已經提出不少太空電站的建設方案，它們各有千秋，對未來設計出實用的太空電站有較高的借鑒參考價值。

這些國家之所以把目光瞄向太空，是因為太空中的太陽能非常充裕。地球同步軌道太空電站所獲取的能量效率可達到地面光伏電站的35倍，且能實現空間向地面進行能量的定點傳輸。因此，建設太空電站，可有效利用太陽能，為人類提供優質的、用之不竭的清潔能源。

此外，太空電站在地面偏遠地區供電、緊急供電、航天器供電等方面也具有重要的應用前景。它還能減緩大氣霧霾，從而起到環境調節的作用。從目前來看，太空電站是開發地月空間經濟圈最直接、可實現的方式，比開發月球氦3能源的難度要小得多。為此，我國正積極研制太空電站。

我國在太空電站總體規劃、總體概念方案和微波無線能量傳輸技術等方面已經取得了一定的成果，同時也帶動了大型空間結構、空間薄膜太陽能發電技術的發展。在無線能量傳輸等關鍵技術方面，我國同樣取得了重大進步。

中國空間技術研究院錢學森空間技術實驗室通過對比研究，就提出了創新的多旋轉關節太空電站方案。該方案得到國際頂級專家的認同，并獲得世界太空電站設計競賽第一名。

我國在太空電站方面的研究已進入世界前列。如能進一步加大研發力度，我國將有望成為世界上首個建成有實用價值太空電站的國家。