同时为月球地球供电：超大型太空太阳能电厂来了！

撰文 | Shushu

编辑 | 小棠

→ 这是《环球零碳》的第725篇原创

在地球上，人类要利用太阳能，主要使用太阳能电池板。但太阳能电池板受到夜间、天气等因素限制，只能进行间歇性的发电，效率十分有限。

因此，早在半个世纪前，科学家就有在太空建立太阳能发电厂的想法。太空没有夜晚，没有大气层遮挡，太阳能可达比较高得效率。

当时，由于燃料危机和石油危机，美国宇航局开始考虑利用太空太阳能这个方案。但在那个年代，太阳能电池板想到达太空，必须通过搭载航天飞机，并由宇航员完成太阳能电池的组装。

当时这种技术费用极高，仅组装就需要花费大约1万亿美元。

现在，随着空间运载技术和太阳能发电技术的发展，不少国家继续研发这项技术用于地球清洁能源使用。最新研究表明，这类技术也可以用于月球，给月球基地供电。

更关键的是，太阳能电池板和相关材料，不需要在地球制造，在月球上就可以完成采矿、设备制造和组装等一系列任务。然后再从月球送到太空站，费用大大降低。

这项技术来自于瑞士Astrostrom公司的一项研究，他们设计了一个大地球月球发电站，简称GE⊕-LPS。

这项技术作为欧洲航空局“清洁能源——太空太阳能新理念”开放空间创新平台研究的一部分，未来的人类月球基地可以由GE⊕-LPS所产生的太阳能供电，满足月球表面的所有需求，包括未来的载人基地所有的用电。

这项技术到底是如何实现的？

材料来自月球，组装不需要人力

以前，为人类月球基地提供稳定电力来源是一个重大挑战。因为在月球上建置太阳能板也会受到日照影响，月球的日夜相当于地球上 28 天，昼、夜各为 14 个地球日。

所以，要解决月球基地的电力来源问题，也需要在太空中寻找解决方案。

此时，GE⊕-LPS技术则被认为可以为人类月球基地提供稳定可靠的电力。

该空间站总体造型酷似蝴蝶，也是其灵感来源。它的主架构是长达1平方公里的螺旋结构以提供结构支撑，上面覆盖着具备天线的特殊V 型黄铁矿太阳能板。

来源：astrostrom

该空间站位于距离月球表面约61,350公里的地月拉格朗日点，这个位置是地球和月球运行之间的门户，由于位置特殊，足以将23MW的微波功率传送到月球表面的接收器，以满足月球基地运行所需的能源。

另外，这个位置的空间站还可以充当具有人工重力能力的空间实验室、深空任务的基地，甚至是一个具备吸引力的旅游目的地，为地月空间探索提供可能性。

更有趣的是，该设计中所有的材料都来自月球。比如，黄铁矿太阳能电池的原材料可以在月球拿到，为在月球制作该设备提供了技术可行性。

团队也声称，正在开发相关所需的技术，将允许使用太空机器人和远程操作系统。这意味着，如果要制造该空间站的太阳能系统卫星，不用在地球上制造相关零组件，完全可以在太空自行组装，降低劳动力成本。

另外，通过使用月球较低的重力发射该空间站的太阳能系统卫星，也将大大降低发射成本。

还可以为地球服务

欧洲航天局SOLARIS研发计划负责人桑杰表示：从地球表面向轨道发射大量GW 级太阳能卫星，除了会有发射能力不足风险，还会造成严重大气污染。未来一旦证明GE⊕-LPS的太阳能系统卫星的太空制造工艺和组装概念，就能利用月球本地资源扩大规模生产更多太阳能卫星，不仅为月球基地提供电，也能为地球提供电。

另外，据介绍，它除了为地球提供足够的清洁能源之外，这还将创造许多其他好处，包括开发地月运输系统、月球和轨道上的采矿、加工和制造设施等。

更重要的是，通过研究发现，在月球上生产的太阳能卫星不仅比任何类似的地球上生产的太阳能卫星的成本更便宜，而且在供电方面，成本也更低。

目前，据专家介绍，GE⊕-LPS可能无需任何技术突破即可实现，因为月球表面采矿、选矿和制造作业的大多数核心技术已经在地球上使用或开发，将这些技术应用在GE⊕-LPS中，远程操控月球表面的机器人进行工作，以模块化形式提供并组装。

首图来源：ESA

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