太空“三峽”：發電效率提升10倍

人類作為地球上最有智慧的生命，能夠有如此之快的發展速度，主要是依靠人類的智慧，人類文明從誕生到現在，也就短短幾千年的時間，在這幾千年內，人類能夠站到地球食物鏈的頂端，這說明人類科技發展的速度非常快，其中地球資源給人類科技發展起到了非常重要的作用，比如說煤炭、石油、天然氣、可燃冰等等，如果說火的出現標志著人類文明的開始，那么電的出現，就標志著人類文明進入另一個高度，最早發明電的人是富蘭克林，最早提出電這個概念的是公元時期，古希臘哲學家泰勒斯拿著家里的琥珀棒蹭小貓，發現琥珀棒把小貓的毛吸起來了，當時泰勒斯以為這是和磁鐵一個原理，他將這種不可思議的力量稱為是電。

(資料圖片僅供參考)

在1732年的時候，美國科學家富蘭克林認為電是一種沒有重量的流體，存在于所有的物體當中，當物體得到比正常份量多的電就稱為是帶正電，若少于正常份量，就被稱為帶負電， 富蘭克林為了對電進行探索曾經作過著名的“風箏實驗”，在電學上成就顯著；為了深入探討電運動的規律，創造的許多專用名詞如正電、負電、導電體、電池、充電、放電等成為世界通用的詞匯。富蘭克林借用了數學上正負的概念，第一個科學地用正電、負電概念表示電荷性質，并提出了電荷不能創生、也不能消滅的思想，后人在此基礎上發現了電荷守恒定律。

隨著人類對電的認識越來越多，意大利物理學家阿雷桑德羅.伏特發明了第一枚電池，伏特電池在早期被稱為是電堆，他將金屬條侵入強酸溶液中，發現在兩個金屬條間產生了穩定而強勁的電流，他又用不同的金屬進行實驗，發現銅和鋅是最合適的金屬，并發明了伏特電池，也就是現在電池的原型，之后英國科學家邁克爾·法拉第（Michael Faraday）發現了劃時代的電磁感應現象（1831年），電磁學得到了飛速發展。法國儀器制造家皮克西（Hippolyte Pixli）發明最早的交流電發電機，1866年德國人西門子(Siemens)制成世界上第一臺工業用發電機。從此人類對電的利用越來越多。

我們可以試想一下，如果現在我們的世界突然沒有電，我們的生活將會變成什么樣子？人類文明至少要倒退幾千年的時間，隨著人類對電的需求越來越大，在我們的地球上也建造了很多發電站，比如說三峽水電站，在1994年的時候，我國正式開工建設有史以來最大型的工程項目——三峽水電站，前后經歷了15年的時間才完成，整個水電站共安裝34臺水輪發電機組，總裝機容量2250萬千瓦，年設計發電量882億千瓦時。截至今年7月，三峽電站已累計發出16000多億千瓦時清潔電能。這是我國近二十年來發展的基礎。三峽水電站地處長江西陵峽，壩基選在三斗坪。防洪發電和航運，資源利用為一體，控制流域面積大，超過了2000多公里，蓄水四百億立方，壩長2300米。

歐洲國家看到我國的三峽發電非常厲害，于是他們也想要建造一個“三峽，但是由于沒有“長江”，于是他們將目光拋向了太空，在太空中，太陽能接收效率是地球的幾十倍，而且存在非常豐富的太陽能資源，如果他們能夠將其利用起來，建造出一個太空三峽來，那么發電量就會大大提升，這是一筆巨大的財富，外國人怎么可能會輕易放過呢？最近幾年來，人類一直都在尋找更加高效、更加清潔的能源，而核能就是一種可持續的清潔能源，核能是一種低碳、清潔的能源，和化石燃料相比，核能發電不會排放大量的二氧化碳等溫室氣體，因此可以為人類提供清潔的、低碳的電力。

核能又分為核聚變和核裂變，早在100多年前，偉大的物理學家愛因斯坦已經指出，質量和能量是物質不同屬性，而且在它們之間還存在著明確的當量關系，并給出了著名的質能方程式（E=mc^2），因此得出了一個結論：核聚變和核裂變反應所產生的能量，其實就是來自于核反應中的質量虧損，相信很多人都知道，核裂變所使用的原料是鈾235，那么一克鈾235完全裂變，會出現多大的質量虧損呢？這些虧損的質量又會產生多少能量？根據科學家的研究得出，當一個鈾235吸收了一個低能中子之后，就會發生裂變，釋放出巨大的能量，同時再釋放出兩個中子，而這兩個中子又會被其它鈾235吸收促成一步裂變，這就是鏈式反應。

為什么裂變之后能夠釋放出如此巨大的能量呢？簡單來說，鈾235在裂變之后會生成新的物質并釋放出中子，在裂變反應之前和裂變反應之后，中子和質子相加的數量總和是相等的，不過反應之后的質子數量要比反應前多，而中子數量要比反應前少，中子的質量比質子略大，也就是說反應之后的質量發生了虧損，而虧損的質量則以能量的形式被釋放了出來，不過目前人類掌握的核裂變轉化率大約是百分之，相當于木柴的770萬倍，原煤的430倍，石油的210倍，而核聚變的轉化率大約是百分之，相當于100g的聚變物質，有克被轉化為了能量。

核聚變反應要比核裂變反應更加強大，它的能源潛力更大，更加環保和安全，但是目前人類的可控核聚變還在研發當中，我們的太陽能夠燃燒50億年之久，就是因為內部核聚變的反應，太陽的核聚變是由太陽自身引力和高溫高壓導致的，在太陽的中心區域，溫度能夠達到1500萬攝氏度，壓力相當于3000億個大氣壓，在這種溫度和壓力下，氫原子的核外電子被剝離成自由電子，核子被擠壓融合到一起，形成了4個氫核融合為1個氦核的聚變，太陽中心每秒鐘有6億噸氫參與核聚變反應，融合成億噸的氦，并釋放出430萬噸質量轉化為能量，這相當于每秒鐘向太空釋放*10^26焦耳的電磁輻射，我們地球能夠接收到的太陽光能量只有22億分之一。

大家不要小看這22億分之一的能量，它相當于100萬噸煤炭燃燒的能量總和，所以太陽的能量對于我們來說取之不盡用之不竭，目前最常見的太陽能發電就是光伏產業，我們將太陽能電池板放在地面上。當太陽光照射時，太陽能電池板中的半導體材料中的電子被激發，就會產生電動勢。這個過程稱為光伏效應。太陽能電池板將太陽輻射能轉換成電能之后，需要通過匯流箱將電能輸出。匯流箱是一個電器設備，用于將太陽能電池板產生的電能收集起來，然后將其輸出到逆變器中。逆變器會將直流電轉換成交流電。太陽能電池板產生的電能是直流電，而我們通常使用的家庭電器需要的是交流電，因此需要通過逆變器將直流電轉換成交流電，以滿足家庭電器的使用需要。

而太空中接收到的太陽光能量更加強大，所以美國將目光放到了太空中，在上世紀70年代的時候，美國首次開啟了太空能量的挖掘計劃，他們提出了一個名為 “1979SPS基準系統”的太空發電站方案。 不過由于這些任務實施難度太大，所以這個項目被無限期的推遲，以至于發起人都去世了，計劃還沒有實施，不過讓人興奮地是，這個讓美國都犯難的問題，卻被中國接手過來了，并為它取了一個更加形象的名稱——逐日工程，逐日工程的核心就在于太空太陽能發電站的建設，它的啟動起源于一份名為《關于盡早啟動我國太空發電站關鍵技術研究的建議》文件，僅一年的時間，工信部就聯合發改委和科技部等16個部委，再加上數百名專家進行認證，并最終完成了《中國太空發電站發展規劃及關鍵技術體系規劃論證報告》，認為這項計劃是可行的。

這項工程為什么美國遲遲沒有行動呢？科學家按照現有的理論來看，將太空發電的難點主要集中在三點，分別是：太空電站的建設、太陽能源的發電，地面能源的接收。之前美國科學家對其進行了估算，一個常規的太空發電站的質量，并不會低于十萬噸，這就意味著，需要有一個推力強大的火箭將其送入太空，這對于其它國家來說，難度太大，比如說美國先前依靠航天飛機升天的模式，讓太空運輸變得非常困難，一來是載人升空成功率低，二來是載重和載人幾乎是不可能的同時完成的，想要將人和物同時送上太空，需要多次發射航天飛船，這樣一算成本實在是太高了。

不過對于中國來說，我們有長征重型火箭技術，它能夠載物也能夠載人，這使得太空電站的建設變得相對于容易一些，而且我國有組裝“天宮”空間站的經驗，所以在太空建設發電站，對于中國來說，并不是一件難事，對于太陽能的收集問題，和地面不同，太空中太陽輻射非常強烈，在地球上使用的太陽能板無法使用，在這方面，我國在天和核心艙使用的太陽電池翼，其實就是擔當了空間站“太空電站”的作用，這種電池翼體積小、展開面積大、功率質量高，完全能夠利用在逐日工程上，至于地面能源的接收，才是目前人類面臨的最大問題，要知道，該太空電站距離地面高30000公里。

這個高度意味著電纜傳輸模式根本不使用，必須利用遠程傳輸，為此，國家專門在重慶璧山選址，建成了全國首個空間太陽能電站接收基地，在這里一眾專家將進行能量遠程發送和接收的研究。按照團隊專家段寶巖院士的介紹，目前考慮使用的傳輸手段，是將電能轉換成微波后，再通過發射器傳輸回地球。目前我國科學家正在積極的研究這項工程當中，根據相關消息，我國將在2028年建成首個太空太陽能發電站，并在2035年實現部分用戶使用，我們的太空“三峽”即將來臨，到時候人類的電量使用將不再發愁，而且電費也一定會降低的。

小編認為，這只是人類目前能夠做到和想到的最好辦法了，除了這個方法之后，還有很多更加節能和強大的能源，比如說反物質，根據科學家的研究得出，反物質和正物質相遇會發生湮滅反應，從而產生巨大的能量，而這個能量的轉化率是百分之百，這是目前人類發現的最為強大的轉化率，目前科學家也在積極的研究反物質的奧秘，但是由于科學家在宇宙中并沒有發現反物質，所以想要實現這項技術還是非常困難的，不過人類作為地球上最有智慧的生命，從誕生以后就開始不斷的探索世界的奧秘，只要人類能夠堅持不懈下去，未來人類一定能夠實現自己的夢想，小編希望人類能夠早日成功，對此，大家有什么想說的嗎？

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