日本與NASA計畫2030年前將太陽能接收站部署於月球軌道】
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月球太陽能站計畫:日本與 NASA 的 2030 年太空太陽能藍圖
在推動能源轉型與氣候行動的全球背景下,「太空基地太陽能」正從科幻走向現實。日本和美國航太總署(NASA)正展開一項可能顛覆地球能源架構的挑戰——建造月球或近月軌道上的太陽能接收站,預計在2030年前實現可行性驗證。
日本清水建設(Shimizu Corporation)提出了一個名為 Luna Ring 的設想:在月球赤道周圍建造一圈巨大的太陽能發電帶,並透過微波或雷射將收集的電力傳輸到地球。由於月球自轉同步,至少一側長時間被陽光照射,可實現恆常發電。該公司曾在2013年表示,這類工程若具體實施,或可於2035年前啟動建設。
太空太陽能(SBSP)代表了將太空中的太陽光轉換為電能並傳回地球的概念,因太空無大氣遮蔽,太陽能轉換效率極高。日本在2008年通過《太空基本法》,將太空太陽能視為國家目標之一,並由 JAXA 制定藍圖;中國、印度、美國等國也進行相關研究。
其中,日本國家太空協會(NSS)指出,將可行性驗證計劃部署在近地軌道,並在2025年實現首次無線電力傳輸示範,有助於推動全球能源格局的革新。
在實際部署之前,日本提出了稱為 OHISAMA 的計畫,將一枚約 180 公斤的小型衛星送入高層軌道,經由太陽光轉換為微波,再傳回地球地面接收站。該示範裝置每小時可產出約 1 千瓦的電力,足以測試能量傳輸技術的實用性。
2024 年,NASA 技術政策辦公室針對太空太陽能發佈了一份評估報告,提供成本、碳排放與效益分析,並評估至2050年是否能作為能源轉型競爭選項。報告指出,若能突破致密製造與發射門檻,NASA 有意引領 SBSP 技術發展。
此外,NASA 與日本透過阿耳忒弥斯(Artemis)計畫和 Gateway 月球軌道基地合作,將建構月球軌道站(Lunar Gateway),成為往返月球與地球的關鍵節點,其模組設計亦可擴充為電力轉傳平台。
技術挑戰與政策意涵
儘管概念誘人,但 SBSP 面臨極高技術與經濟門檻,如:
• 建造與發射巨大太陽能陣列的成本與可靠性;
• 穩定地將微波或能量束精準送回地面;
• 確保無干擾與安全的電波傳輸;
• 各國間的法律與政策協調困難等。
清水公司的 Luna Ring 與 OHISAMA 顯示日本具備相關策略與技術積累,但全球範圍內仍需要廣泛合作與投資。
「月球太陽能站」不再只是幻想,而是已進入國家政策與技術探索的戰略願景。若日本與 NASA 能於2030年前完成兆瓦級示範,這將是能源革命的象徵,為地球提供一種全天候、清潔而穩定的能源供應模式。
隨著發射成本降低、機器人建造技術提升與國際合作加深,SBSP 或將成為人類邁向能源自主、脫碳時代的重要里程碑。
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