最近，在2023年的第一屆深空探測（天都）國際會議上，中國探月工程總設(shè)計師吳偉仁院士透露了國際月球科研站的建設(shè)方案。隨著國家航天局探月與航天工程中心國際月球科研站建設(shè)規(guī)劃視頻的發(fā)布，中文網(wǎng)友看過后歡欣鼓舞，紛紛表示“”“廣寒宮已經(jīng)在路上”“努力活著，爭取做第一批月球移民”······

作為一個“光伏人”則尤為激動，畢竟在那一晃而過的畫面里，好大一片光伏板??！

圖片來源：國家航天局探月與航天工程中心

為什么是太陽能？

我們都知道，月球上含有巨量的、豐富的核聚變?nèi)剂希汉?3，使用氦-3建設(shè)的同位素?zé)岷朔磻?yīng)堆既沒有中子輻射，也不會造成環(huán)境危害。如果月球基地使用核能，完全是省時省力、堪稱完美。但是，為什么在我們發(fā)布的月球基地規(guī)劃愿景視頻中出現(xiàn)的是太陽能呢？

首先，這與月球的自身條件密不可分。雖然月球上的氦-3資源很豐富，但是她的太陽能資源也不少。月球表面沒有大氣層和云層的遮擋，因此太陽能輻射強度大約是地球的兩倍，同時，月球的自轉(zhuǎn)周期約為地球的一個月，這意味著月球表面的某個區(qū)域在一段時間內(nèi)會經(jīng)歷連續(xù)的日照期。另外，月球上也沒有雨雪、大風(fēng)、冰雹等極端天氣，對于太陽能光伏板而言安全性也極高，也沒有建筑無遮擋，理論上可以無限鋪設(shè)太陽能光伏板?？傊?，月球幾乎擁有24小時源源不斷的純凈太陽能，太陽能發(fā)電的效率可以達到地球表面的10倍以上。

其次，也與地球太陽能發(fā)電技術(shù)的成熟度有關(guān)。目前，世界幾個光伏大國的太陽能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，這意味著在月球上應(yīng)用太陽能發(fā)電系統(tǒng)時，可以借鑒現(xiàn)有的技術(shù)和經(jīng)驗，降低開發(fā)難度和成本。

而且，人類對于月球上豐富的太陽能資源“垂涎”已久。早在二十世紀(jì)六、七十年代，科學(xué)家們就在探討在月球上建立太陽能發(fā)電站的可能性。

20世紀(jì)60年代，美國科學(xué)家彼得·格拉賽甚至提出過在月球表面上建設(shè)一個太陽能電池環(huán)的具體計劃，這個環(huán)繞月球直徑的太陽能電池環(huán)總長度大約14公里，寬度約為6公里。在將太陽能轉(zhuǎn)換為電能后，可以通過微波或者激光束發(fā)送回地球。

圖片來源網(wǎng)絡(luò)

隨著人類在月球建立長期生活基地的可能性越來越大，能源問題必須解決，月球太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的研究和開發(fā)也在持續(xù)發(fā)展。例如，美國宇航局（NASA）在提出重返月球計劃后，就進行了一系列的月球太陽能發(fā)電技術(shù)研究，包括雇傭五家商業(yè)公司開發(fā)“可從月球表面彈起的可垂直部署的太陽能電池陣列系統(tǒng)”。這個太陽能陣列不僅要能在陡峭的地形上保持穩(wěn)定性，還要表現(xiàn)出對月球塵埃的抵抗力，會為后續(xù)美國的“阿爾忒彌斯月球基地”提供可持續(xù)供電。

圖片來源網(wǎng)絡(luò)

依據(jù)我國國家航天局探月與航天工程中心發(fā)布的“探月時間表”：

2026年，我國將發(fā)射“嫦娥七號”；

2028年，將發(fā)射“嫦娥八號”；

計劃在2028年前，構(gòu)建國際月球科研站“基本型”，開展月球環(huán)境探測和資源利用試驗驗證；

2030年前，我國計劃實現(xiàn)載人登月；

2040年前，將建成一個完善型的國際月球科研站，開展日地月空間環(huán)境探測及科學(xué)試驗；

再之后，將建設(shè)“應(yīng)用型月球科研站”，形成一個多功能月球基地。

在可預(yù)見的將來，太陽能電池將繼續(xù)成為人造衛(wèi)星、宇宙飛船、空間站和探測器的主要電力來源。在月球基地運行的早期，也將大量部署太陽能電池，支撐基地的運行。至于月球核電站的部署，目前還在討論當(dāng)中，但即使實現(xiàn)，也肯定排在太陽能發(fā)電的后面。