開啟70萬億寶藏大門！太空三峽夢想照進現實，萬噸級的龐然大物
近日，中科院包為民院士再次提出本世紀中葉我國將力爭建成地月空間經濟區的全新概念，該經濟區主要包括近地軌道空間、月球引力空間、地月轉移軌道空間三大空間領域。據估算未來30年地月空間經濟總產值將超過70萬億人民幣，隨著時間推移這一數值還將持續擴大。
地月空間經濟區將依託航班化地月空間運輸、空間資源探測與開發、空間基礎設施三大體系進行建設。
提起基礎設施人們很容易聯想到三峽電站、高速鐵路等社會效益明顯的大規模工程建設，如今我們又要在太空搞基建。2022年左右建成的百噸級規模天宮空間站就是空間基礎設施組成部分，屆時它將成為我國建設地月空間經濟區的第一站。除此之外我們還在醞釀一項規模更加宏大的空間太陽能電站，可以將其視作「太空三峽」。
近幾十年來能源枯竭始終是霸屏榜首的熱門話題，而事實上這是一個偽命題。上世紀六十年代天文學家尼古拉·卡爾達肖夫首次基於能量級定義了文明的三個等級，I型文明可以使用其原生行星所有可用能量，II型文明可以利用所在星系的恆星能量，III型文明則利用它所處星系的所有能量。
截止目前人類仍然屬於I型文明，所以根本不是能源枯竭與否的問題，而是探索新舊能源交替的方法問題，攫取恆星能源的空間太陽能電站就是人類探索II型文明的最新努力。
地面建設的光伏發電設施由於接收到的太陽光經過大氣散射能量已經大大衰減，如果在外太空部署光伏發電設備就可以最大限度實現光電轉換。
空間太陽能電站有很多獨特優勢，比如直接為偏遠山區、海島、衛星、飛機、海洋平台供電，同時它還有著獨特的軍事應用功能。現代武器裝備用電需求越來越大，如何解決戰時能源供給始終是制約戰爭勝負的關鍵要素之一，空間太陽能電站可以實現無縫對接輸電，屆時不論是天上飛的、海里游的、陸地跑的武器裝備都能在其支持下實現長航時運行。
想要建成空間太陽能電站需要攻克三大難題，首先是研製出光電轉換效率較高的太陽能電池，再就是遠距離隔空輸電難題，最後是運輸部署問題。
以往我們常說「中東有石油，我們有稀土」，而事實上我們還有一張王牌。前不久大洋彼岸發布了一份航天產業發展報告，該報告指出目前我國已經取得星載太陽能供電系統的全球主導權，幾乎壟斷了該領域從原材料到關鍵組件生產的上下游產業鏈。最關鍵的精製鍺片已經佔據全球70%的開採、精鍊與生產，不誇張地說離開我們的精製鍺片世界大多數國家的衛星都難以為繼。
除此之外，我們還研製出了全球光電轉換效率最高的砷化鎵太陽能電池翼，即將發射的百噸級天宮空間站就基於柔性砷化鎵太陽能電池翼實現了對400噸級國際空間站供電能力的反超。
空間太陽能電站未來將部署在距離地球約3.6萬公里的靜止軌道，因此「超遠距離隔空輸電」當屬此項工程的頭號瓶頸。為解決這一難題我們已經開始行動，落戶重慶璧山的我國首個空間太陽能電站實驗基地已於今年年初動工，目前已經具備無線輸電實驗能力，再過一個多月該實驗基地將全面建成。
無線輸電主要通過微波傳輸方式隔空輸電，其難點在於要解決無線電波在傳輸過程中彌散衰減問題。事實上我國無線輸電攻關已有十餘年之久，目前已經進入該領域國際前列。比如，有著大規模市場需求的近距離無線輸電技術已經有了很多成果，而且已經應用。
隨著首個空間太陽能電站實驗基地的落成，基於已有技術條件很快我們就能實現無線輸電的世界級能力突破。
重達萬噸的空間太陽能電站地球靜止軌道部署同樣是世界級難題，其在軌部署規模相當於天宮空間站的100多倍，不論是國際空間站亦或者天宮空間站都部署在400公里左右的近地軌道，難度相對小得多，而空間太陽能電站則是要部署在軌道高達3.6萬公里的地球同步軌道，發射成本與難度都是世界之最。
此時服務地月空間經濟區建設的航班化運輸系統將發揮作用，半個多世紀前能將119噸載荷送入近地軌道的土星五號火箭時至今日依然是最強運力火箭紀錄保持者，然而它的一生僅為阿波羅載人登月工程以及天空實驗室計劃服務，為什麼運力如此強悍卻還要落得個曲終人散的結局？因為當時人類並沒有太多大載荷發射需求，沒有任務牽引自然也就難以為繼。
我國航班化地月空間運輸系統將徹底克服土星五號的歷史局限，因為在大力建設地月空間經濟區背景下新一代重型運載火箭將迎來空前的發射需求。
目前我國正在快速推進921新一代載人火箭與長征九號兩款重型火箭的研製，它們都以載人月球探索任務為背景研發。以長征九號為例，該火箭近地軌道運力140噸，進行空間太陽能電站建設需要實施70餘次發射任務，爾後通過可重複使用軌道轉移器將電站組件推送至地球同步軌道進行在軌組裝。雖然不存在理論障礙，但成本之高也足以令人瞠目結舌，因此必須實現火箭箭體的重複使用，以期大幅度降低發射成本。
根據航天科技集團運載火箭技術研究院公布的《2017-2045航天運輸系統發展路線圖》安排，到2035年我國火箭將實現多級完全重複使用，所以空間太陽能電站的發射成本也必將大幅度降低。
去年年底我國空間太陽能電站工程已經被正式定名為「逐日工程」，該工程設定的遠期目標是在地球同步軌道部署一條1000米長的太陽能光伏電池陣，其接收到的能量相當於地球已知可開採石油儲量的能量總和。
我國空間太陽能電站預計到2030年建成兆瓦級在軌試驗電站，2050年建成十億瓦級商業在軌電站，該時間表與我國力爭本世紀中葉建成地月空間經濟區的時間不謀而合。
目前美國、歐洲、日本等發達國家都在努力攻關空間太陽能電站技術，但國際社會卻普遍認為身為「基建狂魔」的我們最有可能率先部署空間太陽能電站，因為這是上下五千年文明發展歷練出來的一種天賦異稟。比如，橫亘在崇山峻岭中的萬里長城、縱橫大江南北的秦朝馳道，還有兩千多年前建設的都江堰等等，都在詮釋著我們的天賦異稟，而未來夸父逐日的神話必將在我們手裡變為現實。
