我國正在開發一個空間太陽能發電站，該空間站可以收集太陽能，并將其以微波束的形式發送到地球用于發電。中國科學家表示，他們利用一種以蝴蝶為靈感的實用解決方案，解決了在太空中產生強大能量束的重大挑戰。


這個巨型基礎設施有一個約1公里寬的碗狀主體，碗的內表面被設計成面向太陽，由反射鏡組成，它可以捕捉陽光并將其集中在發電機上，桿狀發電機再將太陽能轉化為電能。

根據這項名為OMEGA-2.0的計劃，發電機將使用許多模仿“蝴蝶翅膀”形狀和結構的大型輕質結構來散熱。“翅膀”上有細小的靜脈，里面有流動的液體，用于熱交換。

過熱一直是該項目讓工程師們最頭疼的問題之一，但根據他們的計算，仿生結構可以有效地將流體攜帶的熱量輻射到太空，并將發電機的溫度降低近一半，降至50多攝氏度。

中國空間太陽能發電廠項目的首席科學家段寶巖在同行評審期刊《中國科學技術》上的一篇論文中說，“這是一個創新的設計”。他表示，蝴蝶翼結構不僅最大限度地提高了輻射散熱面積，而且達成了最輕的質量”。

2017年，段的團隊提出了最初的OMEGA計劃——向地球發送超過3萬公里的能量。該設計的特點是“全球形結構”，整個裝置就像一個球，陽光會穿過球的半透明薄膜，到達里面的發電機。

根據計算機模擬估計，OMEGA發電站每公斤重量可以產生8.4千瓦的電力。段的團隊表示，這比任何其他空間太陽能發電站的設計都更有效。

然而，球體結構也帶來了巨大的工程挑戰。例如，發電機可能會在球內積聚大量熱量，從而影響一些關鍵部件的運行。另外，薄膜結構還需要一層特殊的涂層，可以讓陽光進入，但要防止陽光出去。根據段的說法，開發一種新的涂層材料來滿足該項目的要求是非常困難的。

不過，OMEGA-2.0設計中的碗狀結構將發電機置于一個開放的空間，可以使用蝴蝶翼散熱器，這意味著不需要添加特殊的涂層材料。


除此之外，OMEGA-2.0還采用了一些新的太空技術，它用一對更小的圓盤形天線取代了早期的巨型微波發射器，類似于預警機上的雷達。這些天線沒有運動部件，但它們可以操縱微波并將能量束定向到幾乎任何方向。

據段說，新的太陽能發電廠還將配備超高功率電力推進系統。上海正在開發兆瓦級離子推進器，預計將比火箭發動機消耗更少的燃料，并使空間站在它的位置保持很長一段時間。

我國計劃在大約兩年內進行首次空間對地能源傳輸實驗。該實驗將由一顆軌道衛星在遠低于太陽能站的高度進行，以此來驗證無線能源傳輸的關鍵技術。

作者： 來源：金投網 責任編輯：jianping