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　　日企稱2035年開建月球太陽能電站

　　11月28日，英國《每日電訊報》報道，日本清水公司計劃在月球表面鋪設(shè)太陽能電池板，以此緩解能源危機。消息中指出，日本一家建筑業(yè)巨頭建議沿月球赤道帶鋪設(shè)長約合400公里的太陽能電池板帶，并通過激光和微波將電能傳送回地球，從而將月球變成一座巨大的太陽能發(fā)電站。

　　據(jù)預計，清水公司將開發(fā)勘探月球上自然資源的機器人所必要的自動化設(shè)備，而服務于該項目的混凝土和太陽能電池板也即將投入生產(chǎn)，該公司認為工程最快將于2035年開工。

　　專家點評

　　月球具備建設(shè)太陽能電站條件


　　中國繞月探測工程“嫦娥一號”應用科學首席科學家、探月工程高級顧問歐陽自遠院士曾在接受媒體采訪時表示，月球上的白天接近半個月，月表是真空，沒有大氣、電離層，而且月面上沒有任何建筑物，所以陽光沒有任何遮擋，可以無限制的鋪設(shè)各種太陽能電磁板。

　　建設(shè)太陽能電站，可以說月球具備一定條件。計算表明，每年到達月球范圍內(nèi)的太陽光輻射能量大約為12萬億千瓦，相當于目前地球上一年消耗的各種能源所產(chǎn)生的總能量的2.5萬倍。按太陽能能量密度為1.353千瓦/平方米計算，假設(shè)在月球上使用目前光電轉(zhuǎn)化率為20%的太陽能發(fā)電裝置，則每平方米太陽能電池每小時可發(fā)電2.7千瓦時，若采用1000平方米的電池，則每小時可產(chǎn)生2700千瓦時的電能。

　　目前處于概念性研究階段

　　“利用月球上的太陽能發(fā)電，目前來說還是一項概念性研究。”北京大學地球與空間科學學院焦維新教授在接受科技日報記者采訪時表示，空間太陽能電站確實是目前太空技術(shù)的一個研究方向，但仍有許多技術(shù)問題沒有解決。

　　目前，地球上的太陽能應用已經(jīng)比較廣泛，但大都規(guī)模不大，功率不高，只能解決一些局部用電問題。焦維新表示，面對人類巨大的電力需求，目前的太陽能發(fā)電量只能是杯水車薪。

　　“陽光穿過大氣層，能量會有衰減，所以人們設(shè)想在大氣層外架設(shè)太陽能電池板，來更高效地收集利用太陽能。”焦維新說，國外已啟動了多項相關(guān)研究。

　　2000年前后，美國宇航局投資2200萬美元，啟動了“空間太陽能探索性研究和技術(shù)計劃”，總結(jié)分析了空間太陽能電站的最新進展，提出了美國空間太陽能電站的發(fā)展路線圖。

　　技術(shù)難題

　　如何建：工程技術(shù)問題還未解決

　　據(jù)日本清水公司計算，如果環(huán)繞月球赤道的太陽能發(fā)電站建成，能夠?qū)?3000萬億瓦電能傳送回地球，這相當于美國2011年全年發(fā)電量的三倍。

　　雖然空間太陽能利用前景誘人，卻也面臨著諸多技術(shù)問題需要解決。“首先是如何在太空鋪設(shè)巨大的太陽能電池陣。”焦維新表示，太陽能帆板在衛(wèi)星飛船上都已應用，但要構(gòu)建能解決地球上部分電力需求的發(fā)電站，這種太陽能電池是什么樣的形狀，以怎樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，如何鋪設(shè)，類似這些工程技術(shù)上的問題都還沒有完全得到解決。

　　此外，空間太陽能電站的建設(shè)運行成本也是一個問題。據(jù)我國航天飛行力學、火箭彈道設(shè)計專家余夢倫計算，要實現(xiàn)空間太陽能發(fā)電與地面太陽能發(fā)電的成本持平，運用火箭的運輸費用至少要降至每公斤1千元人民幣，而目前是每公斤五六萬元。

　　怎么傳：能量轉(zhuǎn)換地面接收都是難題

　　建設(shè)空間太陽能電站的另一個技術(shù)難題就是電能傳輸。根據(jù)已進行的研究，科學家們認為將電能轉(zhuǎn)化為微波可以解決傳輸問題。

　　“我們知道通過振蕩器可以將直流電轉(zhuǎn)換成微波。”焦維新解釋說，但是將空間太陽能電站獲得的如此巨大的能量轉(zhuǎn)換成微波，目前人類的技術(shù)還無法做到。

　　即使能夠轉(zhuǎn)化成微波，要傳輸?shù)降厍蛏系氖裁吹胤?，如何接收？焦維新在回答科技日報記者問題時指出，如果這樣巨大的能量照射到人口密集的地方就相當于一個微波武器，所以地球上的接收站要建設(shè)在沙漠等不會影響人類生產(chǎn)生活的地區(qū)。他強調(diào)，而這個區(qū)域附近的航線也會受到微波影響，來往飛機必須避開。

　　同時傳輸還要考慮到地球的自轉(zhuǎn)運動，焦維新說，因為地球的自轉(zhuǎn)，太空電站架設(shè)在地球同步軌道是比較理想的，這樣可以和地球保持相對靜止。

　　目前人類已經(jīng)建立了國際空間站，就像建造空間站一樣，“我們把所需要的裝置一次次地發(fā)射到地球同步軌道，再組裝起來，所以在可以預見的將來，我們的太空太陽能發(fā)電站設(shè)想是可以實現(xiàn)的。”焦維新說。

　　夢想鏈接

　　農(nóng)業(yè)：種菜養(yǎng)海參

　　關(guān)于月球開發(fā)利用的設(shè)想，還遠不止太陽能發(fā)電一項。從種植蔬菜、飼養(yǎng)動物，到建設(shè)地月電梯、月球基地，乃至深空探測月球中轉(zhuǎn)站，在科學家看來，月亮同樣充滿著無窮魅力、無限可能。

　　“如果我們能夠在月球上栽種植物并讓它們茁壯成長，人類也可能做到這一點。”

　　日前，來自美國宇航局的消息顯示，2015年NASA將把包含空氣、水和種苗的密封容器送上月球，科學家將對暴露在月球引力和輻射環(huán)境下的種苗發(fā)育情況進行監(jiān)視，以確定人類將來能否實現(xiàn)月球生存。

　　對于在月球種菜，NASA并不是唯一的探索者。去年底，我國進行了第三代生態(tài)生保系統(tǒng)試驗，中國航天員中心副主任鄧一兵將試驗的成功解讀為：中國航天員有望在太空吃上自己種植的新鮮蔬菜，并實現(xiàn)植物提供用氧，為未來建設(shè)月球基地和登陸火星人員實現(xiàn)生命保障自給自足走出了第一步。

　　生活在月球基地的人們能吃到什么？不只是蔬菜，未來的太空生態(tài)園中還會種小麥、養(yǎng)動物，航天員可以親手收割并把小麥磨成面粉，制成各種面食。據(jù)介紹，未來要長期駐守太空，人類所依賴的糧食要實現(xiàn)自給自足，因此糧食種植是必須攻克的技術(shù)關(guān)。而太空中養(yǎng)殖的動物，將優(yōu)選無異味兒的水生動物，入選的魚類等還要少骨、少刺、生長快，最好全部都能食用，為航天員提供動物蛋白質(zhì)，泥鰍、海參等都是目前的備選品種。

　　在月球上種植植物首先要改造月壤，焦維新指出，如果我們能夠在月壤中加入植物生長所需的必要物質(zhì)，局部改造的月壤，種植上適應生長的植物，在月球上建立一個“溫室大棚”并非天方夜譚。

　　交通：月球電梯

　　用一根粗大的吊索，一端固定在位于地球赤道的平臺上，另一端緊緊抓住距地面約3.6萬千米、與地球同步運行的航天器上，就可使一個形似電梯的吊箱載著貨物沿吊索駛向太空……這就是一些國家研究人員正在嘗試設(shè)計的太空電梯。它似乎是科學幻想，然而在科技高速發(fā)展的今天，該夢想很有可能變成現(xiàn)實。

　　去年8月，美國一家公司近日宣稱，他們憑借現(xiàn)有的技術(shù)就可以在月球上建造一座太空電梯，可使人類和機器人更快、更容易地抵達月球。

　　制造電梯所用的“繩索”可供選擇的材料是碳納米管，但焦維新指出，目前生產(chǎn)的碳納米管無法達到太空電梯所要求的長度，所以太空電梯必須先過“材料關(guān)”。