在距離地球36000公里的太空之上，蘊藏着一種潛力巨大的能源，有望為人類提供源源不斷的清潔能源。
近期，中國工程院院士，長征三甲系列火箭總設計師龍樂豪院士，為了利用這些太空能源，提出一個宏偉的設想：“在離地面36000公里同步軌道上，建造一條1公里寬的太陽能電池帶環繞地球，它產生的能量相當於全人類可開採石油總儲量，這相當於把三峽工程的發電能力搬到太空。”
隨着這個設想被提出後，在科學界引發了巨大的熱議，人們認為這個設想太科幻了不太現實，然而，這個有些科幻的設想，實際上已經有中國機構在研究，並且已經取得了重大的研究成果，那麼這個設想真的可以實現嗎？如果可以實現的話，還要面對哪些問題，大概需要多久才可以實現呢？
被低估的“太空三峽”工程
由於龍樂豪院士把太空能量帶類比三峽工程，因此，在科學界也有很多人把此稱為“太空三峽”工程。
實際上，在地球同步軌道上蘊藏着巨大的能量，並非這裡如同地球地下蘊藏石油。而是這個高度的太空比較特殊，因為這個高度一般被稱為地球同步軌道。
也就是說在這個高度，與地球自轉速度幾乎同步，因此，僅消耗極小的能量，就可以維持人造天體的運轉。
而龍樂豪院士提出的這種設想，就是突破人們對地球和太空的認知局限。這種設想說起來也非常簡單，就是在這個高度利用太陽能。
我們都知道在地球表面，太陽能的利用率非常低，這不僅是技術的限制，也是自然條件的限制，因為在太陽光進入大氣層的過程中，大氣層會吸收和反射大約30%的能量。
而在距離地面數十公里的高空中，由於雲層的存在，又會導致30%的太陽光被反射和散射，再次損耗了30%的能量。再加上日夜交替，也存在50%的空閑時間。
拋開上面這些因素，如今即便最先進的單晶硅太陽能板，其發電效率也僅有18-22%左右，綜合下來的話，地表太陽能的利用率理論上還不到5%。
然而，在距離地面36000公里的同步軌道上，情況卻有很大的不同，這裡不僅沒有大氣層干擾，也沒有雲層，太陽輻射強度可以達到每平方米1366瓦，是地表日照最強地區的1.4倍。
更為關鍵的是，這裡沒有日夜之分，只要太空設備與地球同步旋轉，就如同向日葵一樣，始終面向太陽，因此，可以24小時不間斷的發電，同樣功能和面積的太陽能板，在這裡發電量是地面的8-10倍左右。
如果按照龍院士的方案，1公里寬的環帶，地球同步軌道周長約26.5萬公里，其總面積將達到26.5萬平方公里，這個面積相當於2.6個韓國。
如果按照目前太空太陽能板的能量轉換率來算，其發電量可以達到3.8×10^16千瓦時，很多人對這個數字沒有概念。
如果按照三峽的發電量來算，這個一年發電量，是三峽電站發電量的38萬倍，而如果以目前地球探明的石油儲量換算成能量，那麼其發電量與石油總儲量相當。而以目前人類一年的用電需求，可供人類使用200年。
那麼如此誘人的“太空三峽”項目，為何遲遲沒有啟動，目前有哪些技術難點呢？
想要實現太空三峽工程，還有哪些難點？
目前，想要實現“太空三峽”工程，還有三個方面迫切需要解決，這三個方面涉及到太空運輸、材料結構，以及電力傳輸。
實際上，太空電站最早的概念可以追溯到1968年，當時由物理學家彼得·格拉賽首次提出，然而，這一設想受制於當時的技術以及高昂的成本，只能停留在理論階段。
1968年正處於美蘇太空競賽如火如荼的時期，當時阿波羅11號還未登月，兩國雖然有能力把探測器發射到地球同步軌道上，但是以當時的火箭技術，不僅成功率偏低，而且成本極其高昂，這一設想也不太現實。
然而，隨着科學技術不斷進步，特別是隨着可回收火箭的成功運用，讓以往價格極其高昂的太空運輸，成本大大降低。
01.運輸成本
根據現有資料顯示，從1970年-2000年里，運送一公斤物體到太空的成本大約是1.85萬美元，而如今，隨着可回收火箭技術成熟，這個成本被大大降低下來，目前SpaceX公布的資料顯示，發送1公斤物體到太空的成本僅200美元。
如今，隨着太空運輸成本大大降低，讓太空三峽工程的可能性大大增加了。
除去太空運輸成本外，另外一個就是太陽能板的材料問題了，以目前傳統的太空太陽能板的重量計算，每平方米的重量大約是3公斤，而建成太空三峽的面積是26.5平方公里。
根據已知的數據，可以推算出其總質量為：265000×100000×3÷1000=795000000噸，也就是7.95億噸，將近8億噸的重量了，是目前人類太空最昂貴建築，也就是太空空間站（420噸）的18萬倍之多。
無論如何，這個重量還是太大，即便如今的太空運輸成本大大降低了，但是運送接近8億噸的貨物前往太空，成本依然極其高昂，達到了20萬億美元，這個成本依然讓人望而退步。
02.材料進步
但是，隨着科學技術的進步，新的太空材料也在不斷被發明出來，2022年，中國航天科技集團就曾展示過“太空紡織”技術，其採用碳納米管編織的薄膜太陽能基板，密度僅為0.5-1.5克/立方厘米，其厚度僅為0.1毫米。那麼其重量就是0.1公斤/平方米左右。
這個重量是原來的太空太陽能板的30分之一左右，那麼其整體成本將是6000多億，不到7000億美元，而美國最近宣布了一個“星際之門計劃”的投入，就高達5000億美元，也就是說運輸成本比星際之門計劃高1/4左右的情況下，就可以完成了人類歷史上最偉大的創舉了。
以如今的運輸成本，以及材料的進步，完成太空三峽計劃，已經不僅僅是設想了，而是有操作空間的現實計划了。
如果僅僅是解決太空運輸，以及材料問題，想要實現太空三峽計劃依然有個難關，那就是電力是在36000公里的高空產生，如何運輸到地面上來的呢？
03.電力傳輸
如果依靠線纜進行電力運輸的話，那麼就要構建一條從太空延伸到地面，長度為36000公里的電纜，這麼長的電纜，依目前的科學技術水平來說，製造起來並不困難。
困難的是在太空中沒有錨點來固定這根線纜，即便線纜被固定住了，但是受到地球引力、風力以及其他不可預測的因素，這根太空電纜顯得非常脆弱，因此，想要依靠太空電纜進行電力傳輸，顯然不太現實。
但是，隨着科學技術的進步，人類找到了不依靠電纜，就可以進行電力傳輸的技術，這項技術就是“無線電力傳輸”。
其原理就是使用微波進行電力傳輸，2023年，日本三菱重工成功實現了5.8GHz微波千米級無線輸電，效率達到了90%。
但是這項技術延伸到36000公里，目前的技術方案，顯然距離太短了，無法實現把電力從地球同步軌道運輸到地面上，因此，需要解決微波束髮散的問題，中國工程院提出了解決這個方案的計劃，那就是構建“相位陣列天線群”，通過數萬個小天線協同工作，將微波束聚焦在一個直徑為5公里的接收站，那麼就可以接收到來自太空的電力了。
但是，這同樣面臨著一個巨大的挑戰，那就是微波束的安全問題，如果微波束傳輸方向出現偏差的話，那麼其攜帶的能量，對地面任何生物來說，都是異常巨大的災難，因此，微波束的安全值需要控制在百萬分之一的誤差內，才能開始實施這個計劃。
除了以上這三個方面的挑戰外，想要實現太空三峽計劃，還需要建立一個防護系統，以應對太空垃圾碎片對太陽能板的撞擊。
結語：
以目前中國的實力，只要再過5年時間，中國是有能力獨立完成這個太空三峽計劃的，發射能力方面，2030年中國長征九號重型火箭就可以進行首飛，其近地軌道運載能力將達到150噸，足夠將大型設備運送到太空進行組裝。
另外，中國已在重慶璧山建造全球首個空間太陽能電站實驗基地，計劃2028年實現10千瓦級微波輸電。
另外，中國電力全球領先，特別是特高壓輸電技術全球領先，這為太空能源接收做好地面網絡支撐。
從這個方面來說，實現太空三峽計劃，中國已經具備了一切“硬性條件”，而在“軟性條件”方面，還需要協調，這是因為，這樣一個龐大的太空工程項目，涉及到太空資源的開發，因為太空資源是全體人類共同的資源。這就需要全球各國共同制定一個開發公約，便於開發太空資源。
這也是龍院士最終所言：“這不是某個國家的獨奏，而是全人類的交響曲”。只是不知道，漂亮國是否會在這件對全人類都有益的太空三峽工程上，從中作梗。
你認為美國會讓我們順利的開展“太空三峽”計劃嗎？他們能夠阻擋嗎？能夠阻擋得住嗎？
