太空“三峡”：发电效率提升10倍

人类作为地球上最有智慧的生命，能够有如此之快的发展速度，主要是依靠人类的智慧，人类文明从诞生到现在，也就短短几千年的时间，在这几千年内，人类能够站到地球食物链的顶端，这说明人类科技发展的速度非常快，其中地球资源给人类科技发展起到了非常重要的作用，比如说煤炭、石油、天然气、可燃冰等等，如果说火的出现标志着人类文明的开始，那么电的出现，就标志着人类文明进入另一个高度，最早发明电的人是富兰克林，最早提出电这个概念的是公元时期，古希腊哲学家泰勒斯拿着家里的琥珀棒蹭小猫，发现琥珀棒把小猫的毛吸起来了，当时泰勒斯以为这是和磁铁一个原理，他将这种不可思议的力量称为是电。

(资料图片仅供参考)

在1732年的时候，美国科学家富兰克林认为电是一种没有重量的流体，存在于所有的物体当中，当物体得到比正常份量多的电就称为是带正电，若少于正常份量，就被称为带负电， 富兰克林为了对电进行探索曾经作过著名的“风筝实验”，在电学上成就显著；为了深入探讨电运动的规律，创造的许多专用名词如正电、负电、导电体、电池、充电、放电等成为世界通用的词汇。富兰克林借用了数学上正负的概念，第一个科学地用正电、负电概念表示电荷性质，并提出了电荷不能创生、也不能消灭的思想，后人在此基础上发现了电荷守恒定律。

随着人类对电的认识越来越多，意大利物理学家阿雷桑德罗.伏特发明了第一枚电池，伏特电池在早期被称为是电堆，他将金属条侵入强酸溶液中，发现在两个金属条间产生了稳定而强劲的电流，他又用不同的金属进行实验，发现铜和锌是最合适的金属，并发明了伏特电池，也就是现在电池的原型，之后英国科学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）发现了划时代的电磁感应现象（1831年），电磁学得到了飞速发展。法国仪器制造家皮克西（Hippolyte Pixli）发明最早的交流电发电机，1866年德国人西门子(Siemens)制成世界上第一台工业用发电机。从此人类对电的利用越来越多。

我们可以试想一下，如果现在我们的世界突然没有电，我们的生活将会变成什么样子？人类文明至少要倒退几千年的时间，随着人类对电的需求越来越大，在我们的地球上也建造了很多发电站，比如说三峡水电站，在1994年的时候，我国正式开工建设有史以来最大型的工程项目——三峡水电站，前后经历了15年的时间才完成，整个水电站共安装34台水轮发电机组，总装机容量2250万千瓦，年设计发电量882亿千瓦时。截至今年7月，三峡电站已累计发出16000多亿千瓦时清洁电能。这是我国近二十年来发展的基础。三峡水电站地处长江西陵峡，坝基选在三斗坪。防洪发电和航运，资源利用为一体，控制流域面积大，超过了2000多公里，蓄水四百亿立方，坝长2300米。

欧洲国家看到我国的三峡发电非常厉害，于是他们也想要建造一个“三峡，但是由于没有“长江”，于是他们将目光抛向了太空，在太空中，太阳能接收效率是地球的几十倍，而且存在非常丰富的太阳能资源，如果他们能够将其利用起来，建造出一个太空三峡来，那么发电量就会大大提升，这是一笔巨大的财富，外国人怎么可能会轻易放过呢？最近几年来，人类一直都在寻找更加高效、更加清洁的能源，而核能就是一种可持续的清洁能源，核能是一种低碳、清洁的能源，和化石燃料相比，核能发电不会排放大量的二氧化碳等温室气体，因此可以为人类提供清洁的、低碳的电力。

核能又分为核聚变和核裂变，早在100多年前，伟大的物理学家爱因斯坦已经指出，质量和能量是物质不同属性，而且在它们之间还存在着明确的当量关系，并给出了著名的质能方程式（E=mc^2），因此得出了一个结论：核聚变和核裂变反应所产生的能量，其实就是来自于核反应中的质量亏损，相信很多人都知道，核裂变所使用的原料是铀235，那么一克铀235完全裂变，会出现多大的质量亏损呢？这些亏损的质量又会产生多少能量？根据科学家的研究得出，当一个铀235吸收了一个低能中子之后，就会发生裂变，释放出巨大的能量，同时再释放出两个中子，而这两个中子又会被其它铀235吸收促成一步裂变，这就是链式反应。

为什么裂变之后能够释放出如此巨大的能量呢？简单来说，铀235在裂变之后会生成新的物质并释放出中子，在裂变反应之前和裂变反应之后，中子和质子相加的数量总和是相等的，不过反应之后的质子数量要比反应前多，而中子数量要比反应前少，中子的质量比质子略大，也就是说反应之后的质量发生了亏损，而亏损的质量则以能量的形式被释放了出来，不过目前人类掌握的核裂变转化率大约是百分之，相当于木柴的770万倍，原煤的430倍，石油的210倍，而核聚变的转化率大约是百分之，相当于100g的聚变物质，有克被转化为了能量。

核聚变反应要比核裂变反应更加强大，它的能源潜力更大，更加环保和安全，但是目前人类的可控核聚变还在研发当中，我们的太阳能够燃烧50亿年之久，就是因为内部核聚变的反应，太阳的核聚变是由太阳自身引力和高温高压导致的，在太阳的中心区域，温度能够达到1500万摄氏度，压力相当于3000亿个大气压，在这种温度和压力下，氢原子的核外电子被剥离成自由电子，核子被挤压融合到一起，形成了4个氢核融合为1个氦核的聚变，太阳中心每秒钟有6亿吨氢参与核聚变反应，融合成亿吨的氦，并释放出430万吨质量转化为能量，这相当于每秒钟向太空释放*10^26焦耳的电磁辐射，我们地球能够接收到的太阳光能量只有22亿分之一。

大家不要小看这22亿分之一的能量，它相当于100万吨煤炭燃烧的能量总和，所以太阳的能量对于我们来说取之不尽用之不竭，目前最常见的太阳能发电就是光伏产业，我们将太阳能电池板放在地面上。当太阳光照射时，太阳能电池板中的半导体材料中的电子被激发，就会产生电动势。这个过程称为光伏效应。太阳能电池板将太阳辐射能转换成电能之后，需要通过汇流箱将电能输出。汇流箱是一个电器设备，用于将太阳能电池板产生的电能收集起来，然后将其输出到逆变器中。逆变器会将直流电转换成交流电。太阳能电池板产生的电能是直流电，而我们通常使用的家庭电器需要的是交流电，因此需要通过逆变器将直流电转换成交流电，以满足家庭电器的使用需要。

而太空中接收到的太阳光能量更加强大，所以美国将目光放到了太空中，在上世纪70年代的时候，美国首次开启了太空能量的挖掘计划，他们提出了一个名为 “1979SPS基准系统”的太空发电站方案。 不过由于这些任务实施难度太大，所以这个项目被无限期的推迟，以至于发起人都去世了，计划还没有实施，不过让人兴奋地是，这个让美国都犯难的问题，却被中国接手过来了，并为它取了一个更加形象的名称——逐日工程，逐日工程的核心就在于太空太阳能发电站的建设，它的启动起源于一份名为《关于尽早启动我国太空发电站关键技术研究的建议》文件，仅一年的时间，工信部就联合发改委和科技部等16个部委，再加上数百名专家进行认证，并最终完成了《中国太空发电站发展规划及关键技术体系规划论证报告》，认为这项计划是可行的。

这项工程为什么美国迟迟没有行动呢？科学家按照现有的理论来看，将太空发电的难点主要集中在三点，分别是：太空电站的建设、太阳能源的发电，地面能源的接收。之前美国科学家对其进行了估算，一个常规的太空发电站的质量，并不会低于十万吨，这就意味着，需要有一个推力强大的火箭将其送入太空，这对于其它国家来说，难度太大，比如说美国先前依靠航天飞机升天的模式，让太空运输变得非常困难，一来是载人升空成功率低，二来是载重和载人几乎是不可能的同时完成的，想要将人和物同时送上太空，需要多次发射航天飞船，这样一算成本实在是太高了。

不过对于中国来说，我们有长征重型火箭技术，它能够载物也能够载人，这使得太空电站的建设变得相对于容易一些，而且我国有组装“天宫”空间站的经验，所以在太空建设发电站，对于中国来说，并不是一件难事，对于太阳能的收集问题，和地面不同，太空中太阳辐射非常强烈，在地球上使用的太阳能板无法使用，在这方面，我国在天和核心舱使用的太阳电池翼，其实就是担当了空间站“太空电站”的作用，这种电池翼体积小、展开面积大、功率质量高，完全能够利用在逐日工程上，至于地面能源的接收，才是目前人类面临的最大问题，要知道，该太空电站距离地面高30000公里。

这个高度意味着电缆传输模式根本不使用，必须利用远程传输，为此，国家专门在重庆璧山选址，建成了全国首个空间太阳能电站接收基地，在这里一众专家将进行能量远程发送和接收的研究。按照团队专家段宝岩院士的介绍，目前考虑使用的传输手段，是将电能转换成微波后，再通过发射器传输回地球。目前我国科学家正在积极的研究这项工程当中，根据相关消息，我国将在2028年建成首个太空太阳能发电站，并在2035年实现部分用户使用，我们的太空“三峡”即将来临，到时候人类的电量使用将不再发愁，而且电费也一定会降低的。

小编认为，这只是人类目前能够做到和想到的最好办法了，除了这个方法之后，还有很多更加节能和强大的能源，比如说反物质，根据科学家的研究得出，反物质和正物质相遇会发生湮灭反应，从而产生巨大的能量，而这个能量的转化率是百分之百，这是目前人类发现的最为强大的转化率，目前科学家也在积极的研究反物质的奥秘，但是由于科学家在宇宙中并没有发现反物质，所以想要实现这项技术还是非常困难的，不过人类作为地球上最有智慧的生命，从诞生以后就开始不断的探索世界的奥秘，只要人类能够坚持不懈下去，未来人类一定能够实现自己的梦想，小编希望人类能够早日成功，对此，大家有什么想说的吗？

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