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太空太阳能推动全球能源安全愿景

这种太阳能卫星的设计采用了一组轻便、可充气的菲涅耳反射器,将太阳的能量集中在小型高效光伏电池阵列上。

科罗拉多州布雷肯里奇——五角大楼正在审查太空平台的部署,该平台可以捕捉阳光,将电力输送到地球,从而为全球能源和安全带来好处,包括缩短能源日益匮乏的国家之间未来资源战的前景。

美国军事太空战略家正在审查一项提议,即到2050年,美国基本能源负荷的10%,也许更早,可以由太空太阳能发电厂(SBSP)生产。此外,该概念的演示将在未来五到七年内进行。

9月6日至7日,由美国空军学院艾森豪威尔空间与国防研究中心和五角大楼国家安全航天办公室主办的“太空太阳能——绘制可持续能源路线图”会议由顾问、技术专家和科学家以及法律和政策专家组成。

太空能源:有形商品

国家安全航天办公室未来概念主管兼SBSP研究主任Michael Smith上校表示:“我坚信,太空太阳能将成为第一种可销售、可交易的太空商品,地球上的每个人都可以参与其中。”他补充道,为了支持这一愿景,正在讨论建立政府、商业和国际实体的合作伙伴关系,以致力于基础设施开发,最终以太空太阳能发电为高潮。

史密森表示,美国国防部“绝对迫切需要能源”,这突显了人们对世界主要大国——而不仅仅是美国——可能在21世纪陷入一场重大消耗战的担忧。他说:“我们必须确保缓解全球范围内的能源问题。”

国家安全航天办公室副主任JosephRouge说:“能源很可能是从太空返回的第一种有形商品。”“总的来说,地缘政治将是一个大问题。我认为毫无疑问,能源和水将是下一个关键问题之一……这将是我们要对抗的竞争。”

Rouge表示,退出SBSP计划将是最大的太空冒险行动,使阿波罗登月项目“看起来只是一个小项目”。然而,他指出,需要注意的是,美国国防部资金紧张,不是这一努力的资金支持者。

Rouge建议道:“但希望我们能帮助你们开发技术和开发许多其他基础设施。”例如,他认为SBSP有助于大幅降低美国及其盟友进入太空的常规成本。

关注的趋势

国家安全太空办公室空间太阳能架构研究联合主席Michael Hornitschek上校表示,能源安全、太空安全和国家安全之间存在协同作用的论点令人信服。

Hornitsche以全球人口和不断增长的能源需求以及气候变化的影响为由,在应对全球能源挑战时落后于“关注趋势”。他还提到了美国在全球市场份额和领导力方面的损失,以及研发投资和熟练劳动力的下降。

尽管自20世纪70年代以来,能源部、美国国家航空航天局、欧洲航天局以及日本宇宙航空研究开发机构都对太空太阳能进行了研究,但Hornitschek表示,由于没有任何组织同时负责太空计划和能源安全,这一想法通常“漏洞百出”。

加利福尼亚州帕萨迪纳喷气推进实验室高级概念和技术创新经理Neville Marzwell表示,在过去几十年里,对SBSP有用的技术进步意义重大。

“从1977年到2007年,我们在技术上取得了巨大的进步,”Marzwell报道。他指出了微电子和纳米电子学、轻质可膨胀复合材料结构、超小型功率管理设备以及接近68%转换效率的光伏阵列的实验室演示方面的进展。

Marzwell强调,尽管如此,仍有工作要做,特别是在无线电力传输方面。他说,通过模块化SBSP平台,这项工作可以开始小批量生产,以降低单位成本,同时发展一个巨大的能源市场。

家庭经营状况

总的来说,推进SBSP“是一个复杂的问题,有各种各样的竞争解决方案,”弗吉尼亚州阿什本的Artemis创新管理解决方案有限责任公司总裁John Mankins说。

“有一系列的科学和技术挑战需要追求。为了实现太空太阳能,需要新的知识和新的系统概念。但至少目前还没有出现任何根本的物理障碍,”人类解释道。

艾森豪威尔空间与国防研究中心杰出主席PeterTies表示,SBSP必须在经济上可行,而这些经济状况在今天可能还不存在。他告诉与会者:“但如果我们能找到一种方法,通过持续的技术开发和在开发周期方面的明智举措,将清洁能源从太空带到地球,这将是一种全方位的情况。”

“这是一项崇高的努力,”Teets告诉《太空新闻》。他补充道,SBSP仍然存在不确定性,包括该想法的商业案例的结束。

蒂茨说:“我认为空军在启动这项计划中有合法的利害关系。但这个项目的规模将是巨大的。这可能会创建一个新的‘谁知道’的机构。这需要总统和大量的政治意愿来推进。”

通过卫星进行演示

作为国家安全航天办公室SBSP研究的现任主任,史密斯表示,利用试验板实验室测试和利用太空资产展示太空发射的能量至关重要。他说,一种可能性是从已经绕轨道运行的通信卫星的信号传输中推断出有意义的教训,无论是美国的资产还是与世界各地的合作伙伴进行的实验。

Smith补充道,轨道SBSP演示航天器必须是一个有用的工具,可以在解决科学问题和确定下一阶段SBSP开发的风险领域的同时输送能量。他指出,从概念上讲,接收太空波束能量测试广播的地点可能是内华达州印第安斯普林斯的克里奇空军基地。

《人类太空报》称,国际空间站也可以成为进行一系列与空间SBSP相关的相关组件技术或子系统技术实验的途径。“空间站非常适合这一点,”他说,也许是利用了日本的静止-固定实验舱Kibo及其位于加压舱外侧的暴露设施。


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