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呼籲政府投資開發太空太陽能技術

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科技產業資訊室 (iKnow) - Lisa & May 發表於 2020年11月4日

圖、呼籲政府投資開發太空太陽能技術
 
航空航天公司(Aerospace Corporation)是美國加州一家非營利性組織,聯邦政府資助的研發中心,專為軍事、民用和商業客戶提供太空任務相關的技術指導和建議。最近,其呼籲美國政府和業界及國際夥伴共同合作開發太空太陽能技術。
 
Aerospace Corporation表示,雖然太空太陽能的技術有一定的發展歷程,但仍需要經過長時間的研發才能與地面電網接軌。其實,許多其他國家也在研究相關技術,以搶先掌握巨量電力無線傳輸技術。例如:太空太陽能發電技術,若成功,將改變各項太空探索活動,且對地球上的地面能源基礎設施產生影響。因此,建議美國政府需要投入資金並拓展管理資源,追趕與其他國家的差距。例如:目前美國、日本及中國方面:
  • 日本JAXA自90年代末以來,持續的投資太空太陽能技術的研發。
  • 中國制定了將太空太陽能用於民用和軍用的計畫。中國計畫2025年在低地球軌道上演示一個100千瓦(Kilowatt)的太陽能發電站。並計畫2030年開始運營一座兆瓦(Megawatt)等級的太空太陽能發電站。
  • 美國海軍研究實驗室(NRL)已展開研究工作。2020年5月,NRL在美國空軍的X-37B實驗飛行器上測試太空太陽能技術。
從太空中發射的電力,可能首先使用於無人機、物聯網設備和電動車的充電站。同時,從太空發射的電力與地球上的公用事業規模(utility-scale)太陽能發電,這兩者並不會產生直接競爭。
 
目前美國國防部,正積極探索向使用太空太陽能技術向海外軍事基地發射電力等應用。過去美國軍事行動中許多死亡都與燃料運輸活動有關。如果能夠向這些基地發送電力,有機會減低傷害。
 
為了獲取太空太陽能,政府需要和企業合作,開發可以在軌道上組裝的模組化太空船。進行完整的小規模測試傳輸能量的可行性。如果小規模測試成功,下一步再擴大到工業使用以達到經濟合理效益。
 
太陽帆LightSail 2號成功繞行軌道
 
但是,目前太空新創業者以開發太空太陽能發電驅動飛行器前進或供應衛星本身電力來源為主,例如:2019年7月23日,行星協會(The Planetary Society)的太空船LightSail 2號外型像太陽帆,是一顆中低軌道衛星,已經於太空成功展開遶行,並成為有史以來第一艘由太陽光驅動的飛船。LightSail 2主要任務,將要追踪及觀測地球軌道變化並評估太陽帆的性能。當太陽光子撞擊方形太陽帆時,壓力將帆推向前方。由於沒有太陽光以外的推進劑,LightSail 2僅用光子的力量成功地繞地球軌道運行。雖然太陽光子沒有質量,但它們具有動量,當太陽光子反射到太陽帆時,它們的一些動量會傳遞給飛行器。這會產生非常輕微地推力,不斷向前推動飛行器。
 
同時,呼籲美國政府制定一個更加協調和一致的投資計畫,吸引民間的合作夥伴,同時與國際合作夥伴聯繫,分析和協調相關研究活動。(807字;圖1)
 
 
參考資料:
Aerospace Corp. calls for collaboration in space solar power. Space News, 2020/10/27.
太陽帆LightSail 2號成功繞行軌道。科技產業資訊室 (iKnow),2019/7/30。 



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