各种设想中的月球基地和太阳能发电
月球如同一块硕大的磁石,吸引着月球如同一块硕大的磁石, 地球上的人类. 地球上的人类.1979年6月,美国 年 月 航空航天局召开有30多位专家学者 航空航天局召开有 多位专家学者 参加的讨论会上,有人提出在月球 参加的讨论会上, 上建造太阳能电站的设想,与会专 上建造太阳能电站的设想, 家学者详细讨论了这一全新的想法, 家学者详细讨论了这一全新的想法, 还一致认为这种设想不仅可能实现, 还一致认为这种设想不仅可能实现, 而且前景广阔.这次会议也由于提 而且前景广阔. 出了月球发电站而闻名. 出了月球发电站而闻名. 提出在月球上建造太阳能发电站是科学家巧妙地利用了月球的得天独厚的特点,从理论上讲完全行得通. 特点,从理论上讲完全行得通. 一是月球得旋转轴基本上垂直于黄道平面 即地球环绕太阳公转得轨道平面), ),若在 (即地球环绕太阳公转得轨道平面),若在 月球的南极或北极建造发电站, 月球的南极或北极建造发电站,那么太阳光 时刻都会照到发电站的建筑物上,有趣的是, 时刻都会照到发电站的建筑物上,有趣的是, 这座建筑物时刻有一半向阳一半背阴, 这座建筑物时刻有一半向阳一半背阴,阳面 的温度可高达121℃,背阴面的温度会低至 的温度可高达 ℃ -157℃,这是最理想不过的天然热源和天 ℃ 然冷源,两面温差达数百摄氏度, 然冷源,两面温差达数百摄氏度,这巨大的 温度差别将引发电站中的一种介质出现高速 流动,这种介质流经涡轮发电机, 流动,这种介质流经涡轮发电机,即可驱动 涡轮发出电能,并能终年昼夜不停地发电, 涡轮发出电能,并能终年昼夜不停地发电, 全天时全天候发电. 全天时全天候发电. 电站发出的电力除供给月球上未来的矿井, 电站发出的电力除供给月球上未来的矿井,冶 炼厂,交通运输和生活照明外, 炼厂,交通运输和生活照明外,主要是输送给 地球.月球和地球相距38.44万千米,不可能 万千米, 地球.月球和地球相距 万千米 有导线输送, 有导线输送,这就需要在月球上建造功率巨大 的激光发生器或微波发生器, 的激光发生器或微波发生器,把电能以激光束 或微波束的形式发射到地球. 或微波束的形式发射到地球.这种激光发生器 或微波发生器将直接安装在月球表面上, 或微波发生器将直接安装在月球表面上,尺寸 可以做得大一些,由于是就地取材,就地建站, 可以做得大一些,由于是就地取材,就地建站, 尺寸允许做得大( 尺寸允许做得大(通常比空间太阳能电站用的 激光发生器和微波发生器要大10倍),显然 显然, 激光发生器和微波发生器要大 倍),显然, 其发射功率和传输功率也要大得多. 其发射功率和传输功率也要大得多. 二是月球的自转周期与绕地球的公转周期相 也就是说,月球绕自身旋转轴转动一圈, 同,也就是说,月球绕自身旋转轴转动一圈, 同时也绕着地球转过一周, 同时也绕着地球转过一周,因此月球始终以 它的一面对着地球, 它的一面对着地球,激光发生器或微波发生 器就可装置在这一面, 器就可装置在这一面,对着地球发射激光光 束和微波光束,把波束传送到地球上. 束和微波光束,把波束传送到地球上.在地 球上则设置地面接收站, 球上则设置地面接收站,接收来自月球的激 光束或微波束,并把它转变成电能, 光束或微波束,并把它转变成电能,再输入 电网,即可供用户使用. 电网,即可供用户使用. 提供低成本, 提供低成本,高效率且安全性好的电能的办 法在地球上往往难以实现, 法在地球上往往难以实现,因为要进行太阳 能发电需要有大片光照充足的土地, 能发电需要有大片光照充足的土地,才能进 行光电转换产生电能, 行光电转换产生电能,土地不足是许多国家 无法解决的一大矛盾.但在月球上, 无法解决的一大矛盾.但在月球上,可以将 太阳能基地成对地建造在月球的正面和反面, 太阳能基地成对地建造在月球的正面和反面, 靠近月球赤道附近, 靠近月球赤道附近,在每个太阳能基地中都 装有成千上万个大型光电电池阵, 装有成千上万个大型光电电池阵,由光电电 池阵把太阳能转化为电能, 池阵把太阳能转化为电能,通过激光束或微 波束传输到地球. 波束传输到地球. 这种太阳能电站的设想,戴维 克里斯 这种太阳能电站的设想,戴维克里斯 威尔博士曾在《工业物理学家》 威尔博士曾在《工业物理学家》杂志上 撰文介绍过.文章说, 撰文介绍过.文章说,月球太阳能电站 可由20～40个月球太阳能基地组成,一 可由 ～ 个月球太阳能基地组成, 个月球太阳能基地组成 般设置在月球的东西部边缘区域, 般设置在月球的东西部边缘区域,每个 太阳能基地中都装有一系列聚集太阳能 量的电池, 量的电池,太阳能经地下电缆传送至微 波发电机,将太阳能转化为微波, 波发电机,将太阳能转化为微波,微波 则通过天线向地球发送, 则通过天线向地球发送,地球上装有接 收机, 收机,可将接收到的微波转化成电能再 传送出去. 传送出去. 克里斯威尔博士的这种设想已经和 科学原理非常吻合了.他还估计, 科学原理非常吻合了.他还估计, 到2050年,生活在地球上的 年 生活在地球上的100亿 亿 人口需要20× 瓦的电能, 人口需要 ×1012瓦的电能,而月 瓦的电能 球可从太阳那里获取高达 13000×1012瓦的电能,只要对其 瓦的电能, × 瓦的电能 的太阳能加以利用, 中1%的太阳能加以利用,并将其传 的太阳能加以利用 送回地球,就可以取代地球上一切送回地球, 发电厂. 在月球上建设氦-3核电站,当然是一个绝妙的主意, 在月球上建设氦 核电站,当然是一个绝妙的主意, 核电站 但首先必须获得足够的能源进行加工准备,为氦-3 但首先必须获得足够的能源进行加工准备,为氦 电站的建立创造条件,因此还得从太阳能入手: 电站的建立创造条件,因此还得从太阳能入手:用 一面抛物线形的凹镜使太阳光汇聚到一个蒸发器上, 一面抛物线形的凹镜使太阳光汇聚到一个蒸发器上, 让蒸发器内的流体加热, 让蒸发器内的流体加热,气体膨胀带动发电机的涡 轮转动,就可产生电能.这种装置要求不高, 轮转动,就可产生电能.这种装置要求不高,但效 率却不低,可达25%.这样既解决了月球基地和加 率却不低,可达 . 工厂的电力问题, 电站也有了最基本的动力, 工厂的电力问题,氦-3电站也有了最基本的动力, 电站也有了最基本的动力 才能建成月球大型核电站. 才能建成月球大型核电站.月球核电站运转后将实 现操作和控制自动化,由机器人在月面上监管, 现操作和控制自动化,由机器人在月面上监管,无 需人工维护. 需人工维护.氦-3电站是最安全可靠和无污染的电 电站是最安全可靠和无污染的电 更不存在核泄漏等常规核电站可能发生的意外. 站,更不存在核泄漏等常规核电站可能发生的意外.
