空間太陽能電站的研發(fā)概述　　

　　從長(zhǎng)遠(yuǎn)、可持續(xù)發(fā)展的角度看，利用新的、清潔的、取用不竭的太陽能在地球同步軌道上發(fā)電，建設(shè)空間太陽能電站（也稱天基太陽能電站，以下簡(jiǎn)稱空間電站），以無線電力傳輸方式向地面供電，替代現(xiàn)在的以燃油、燃?xì)夂腿济簽橹鞯陌l(fā)電和有線電力傳輸方式，是一條長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展和對(duì)應(yīng)全球能源危機(jī)和氣候變暖的有希望的途徑。

　　1968年美國Peter Glaser博士提出，在地球同步軌道上這一可以連續(xù)穩(wěn)定接收太陽能的空間帶上，建設(shè)空間太陽能電站，將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，利用無線電力傳輸方式將電力傳送到地面使用的設(shè)想。之后，美國為研發(fā)空間太陽能電站做了很多工作，提出了多種不同構(gòu)型的空間電站設(shè)想方案。一般說來，空間太陽能電站主要的組成是3大部分。如圖所示的是一個(gè)利用微波無線電力傳輸方式的空間電站構(gòu)想，圖中：1是太陽能轉(zhuǎn)換為電能的空間部分；2是將電能發(fā)送到地面的空間天線部分；3是地面接收無線電力的接收天線陣部分。

　　從Peter Glaser博士提出百萬千瓦級(jí)空間電站的設(shè)想以來，如今四十幾年已經(jīng)過去，雖然連一個(gè)能夠稱得上試驗(yàn)性的空間電站都沒有研發(fā)出來，但是社會(huì)，特別是航天技術(shù)、光電技術(shù)和材料科學(xué)等的巨大發(fā)展和進(jìn)步，已建立起研發(fā)空間電站的科學(xué)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。

　　空間電站，在可預(yù)見的未來，將會(huì)是尺寸、質(zhì)量和規(guī)模最大的空間基礎(chǔ)設(shè)施。例如一個(gè)基本上可作為主力電站的10萬千瓦的空間電站，太陽電池的面積可能大于1平方千米，傳輸電力的天線直徑可達(dá)百米量級(jí)。如何構(gòu)建這么大的航天器？如何把它送到地球同步軌道上定點(diǎn)？如何控制？電力如何傳送到地面？按現(xiàn)在的水平，只能說出有什么基礎(chǔ)和有什么途徑可供選擇。要達(dá)到具有空間電站的研制和建設(shè)能力的水平，還需要做大量的研究、發(fā)展、試驗(yàn)和驗(yàn)證工作，需大量地自主創(chuàng)新，需攻克若干關(guān)鍵技術(shù)，也需要國際合作，還有很長(zhǎng)的路程和很多的困難需要跨越和克服。

　　但是“千里之行始于足下”，只要認(rèn)準(zhǔn)充分利用太陽能是可持續(xù)發(fā)展，是解決全球能源危機(jī)和氣候變化的可行的重要途徑，清楚空間電站能提供穩(wěn)定的、巨大電力，認(rèn)清建設(shè)空間電站任務(wù)的艱巨，那么就應(yīng)該及早啟動(dòng)空間電站的研發(fā)，一步一步，有序、有效地勇往直前向建設(shè)空間電站的目標(biāo)前進(jìn)。

　　日本已啟動(dòng)研發(fā)空間電站，在2009年4月發(fā)布的10年《宇宙基本計(jì)劃》的4項(xiàng)開發(fā)項(xiàng)目中的一項(xiàng)就是“天基太陽能發(fā)電研究開發(fā)”。

　　建設(shè)空間電站有可能引發(fā)一場(chǎng)新的技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命

　　錢學(xué)森先生在《我們要發(fā)展“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的理論》一文中提到科學(xué)是人認(rèn)識(shí)客觀世界的學(xué)問，其飛躍就是科學(xué)革命，提到“改造客觀世界的學(xué)問是技術(shù)”，“技術(shù)的飛躍是技術(shù)革命，毛澤東同志曾明確提出過這個(gè)概念。由科學(xué)革命、技術(shù)革命又會(huì)引起經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的飛躍，這就是產(chǎn)業(yè)革命”。空間電站是人類開發(fā)利用空間太陽能的基礎(chǔ)設(shè)施。發(fā)展空間電站將從根本上改變?nèi)祟惱煤瞳@取能源的地方，從地面（含海洋）和地下（含水下）變到天上；改變能源的利用方式，一次能源從多種方式并行變?yōu)橐蕴柲転橹?；改變電力傳輸?shù)姆绞剑瑥挠芯€傳輸?shù)綗o線傳輸。這三大改變都是前所未有的、重大的、影響深遠(yuǎn)的改造客觀世界的大變革，會(huì)極大影響人類的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生活。

　　建設(shè)空間電站促成的上述3個(gè)方面的重大變革，不是現(xiàn)有技術(shù)能夠辦到的，需要以現(xiàn)有技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)高跨越，實(shí)現(xiàn)飛躍。航天運(yùn)輸能力方面要大幅度提高，運(yùn)輸成本大大下降。材料性能方面，光電池、超導(dǎo)材料、輕型結(jié)構(gòu)材料等要有極大提高，能量轉(zhuǎn)換和傳輸效率要達(dá)到很高水平。因此，空間電站的研發(fā)就需要投入很大的人力、物力、資力、財(cái)力，可能需要幾個(gè)年代的時(shí)間，才能達(dá)到具有建設(shè)空間電站基礎(chǔ)設(shè)施的能力和水平，從發(fā)展空間電站引發(fā)的重大人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生活的變革看，空間電站的建設(shè)可能會(huì)引發(fā)一場(chǎng)技術(shù)革命，還可能會(huì)引起新的產(chǎn)業(yè)革命，其意義十分重大，一定要給予足夠的重視！

　　發(fā)展空間電站可能會(huì)促進(jìn)國際的合作，也可能引起劇烈的競(jìng)爭(zhēng)。從國際環(huán)境看，相對(duì)而言，我國可以算作具有較好的研發(fā)空間電站的科學(xué)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的國家之一，宜在可能引發(fā)的這場(chǎng)技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命中，抓住機(jī)遇面對(duì)挑戰(zhàn)，扮演一個(gè)有分量、有地位的角色，從而獲得我國應(yīng)該獲得的權(quán)利和收益。

　?。ㄗ髡邌挝唬褐袊臻g技術(shù)研究院。王希季，中國科學(xué)院院士、“兩彈一星”功勛獎(jiǎng)?wù)芦@得者；閔桂榮，中國科學(xué)院、中國工程院兩院院士。）