太阳能助力航天事业“雪崩效应”不容忽视(2)

　　挑战无处不在

　　计算显示：一个吉瓦级的太空电站，需要运送至少几平方公里面积大小的太阳能电池板到太空中去（如未来的电池效率会大幅提升，面积会减少），加上支架、微波转换器、聚光器等器件，需要具有足够运载能力的火箭作为支持，而据现有火箭的运载能力估算，建造如此规模的太空电站每年要发射上千次之多，耗资比在地面上建设相同装机的太阳能电站要贵百倍以上，这无疑是最大的瓶颈。

　　另外，在太空中组装庞大的空间太阳能电站，需要多少名宇航员？多久建造完成呢？相信这些数字都将令人瞠目。

　　还有运行问题。空间太阳能电站在运行过程中需定期对波束、组件等关键部件进行安全检测、维修，还要避免其他太空垃圾对其干扰，因为电站一旦建成，只要遭到其他垃圾的撞击，后果难以估算，所以维护成本非常之高。

　　其实，所有的挑战最后都是要归根于资金支持这块，只要有了强有力的财政后备和技术支持，一切都可以迎刃而解。尽管挑战无处不在，但人类也没有停下对太空电站建设的步伐，日本、美国、中国和欧洲一些国家都在努力中。

　　谁在跃跃欲试？

　　近二十年来，由于主要石油生产国的政局不稳，传统能源日益短缺，核电质疑频频，因此美国、日本、欧盟、俄罗斯等国都将视线转向了外太空，纷纷提出自己的国际空间太阳能电站构想。

　　美国1979年设计了一个“SPS基准系统方案，该方案为：在地球静止轨道上布置60个发电卫星，每个发电卫星的发电能力各为5吉瓦。而十年后，NASA又在SERT研究计划中提出了集成对称聚光系统设计方案，该方案采用了位于桅杆两边的大型蚌壳状聚光器将太阳能反射到两个位于中央的光伏阵列，聚光器与桅杆间相互旋转以应对每天的轨道变化和季节变化。方案看似都很具体，但是可行性有待改进。

　　日本航天机构在研发太空太阳能电站方面十分积极。据报道，为减小单个模块的复杂性和重量，日本科学家提出了分布式绳系卫星的概念。其基本单元由尺寸为100米×95米的单元板和卫星平台组成，单元板和卫星平台间采用四根2千米~10千米的绳系悬挂在一起。单元板是由太阳能电池、微波转换装置和发射天线组成的夹层结构板，共包含3800个模块。每个单元板的总重约为42.5吨，微波能量传输功率为2.1兆瓦。

　　欧洲在1998年“空间及探索利用的系统概念、结构和技术研究计划中提出了欧洲太阳帆塔概念，即采用可展开的轻型结构--太阳帆。其可以大大降低系统的总重量、减小系统的装配难度。其中每一块太阳帆电池阵为一个模块，尺寸为150米×150米，发射入轨后自动展开，在低地轨道进行系统组装，再通过电推力器转移至地球同步轨道，这看似是个很可行的办法。