我国正在开发一个空间太阳能发电站，该空间站可以收集太阳能，并将其以微波束的形式发送到地球用于发电。中国科学家表示，他们利用一种以蝴蝶为灵感的实用解决方案，解决了在太空中产生强大能量束的重大挑战。


这个巨型基础设施有一个约1公里宽的碗状主体，碗的内表面被设计成面向太阳，由反射镜组成，它可以捕捉阳光并将其集中在发电机上，杆状发电机再将太阳能转化为电能。

根据这项名为OMEGA-2.0的计划，发电机将使用许多模仿“蝴蝶翅膀”形状和结构的大型轻质结构来散热。“翅膀”上有细小的静脉，里面有流动的液体，用于热交换。

过热一直是该项目让工程师们最头疼的问题之一，但根据他们的计算，仿生结构可以有效地将流体携带的热量辐射到太空，并将发电机的温度降低近一半，降至50多摄氏度。

中国空间太阳能发电厂项目的首席科学家段宝岩在同行评审期刊《中国科学技术》上的一篇论文中说，“这是一个创新的设计”。他表示，蝴蝶翼结构不仅最大限度地提高了辐射散热面积，而且达成了最轻的质量”。


2017年，段的团队提出了最初的OMEGA计划——向地球发送超过3万公里的能量。该设计的特点是“全球形结构”，整个装置就像一个球，阳光会穿过球的半透明薄膜，到达里面的发电机。

根据计算机模拟估计，OMEGA发电站每公斤重量可以产生8.4千瓦的电力。段的团队表示，这比任何其他空间太阳能发电站的设计都更有效。

然而，球体结构也带来了巨大的工程挑战。例如，发电机可能会在球内积聚大量热量，从而影响一些关键部件的运行。另外，薄膜结构还需要一层特殊的涂层，可以让阳光进入，但要防止阳光出去。根据段的说法，开发一种新的涂层材料来满足该项目的要求是非常困难的。

不过，OMEGA-2.0设计中的碗状结构将发电机置于一个开放的空间，可以使用蝴蝶翼散热器，这意味着不需要添加特殊的涂层材料。


除此之外，OMEGA-2.0还采用了一些新的太空技术，它用一对更小的圆盘形天线取代了早期的巨型微波发射器，类似于预警机上的雷达。这些天线没有运动部件，但它们可以操纵微波并将能量束定向到几乎任何方向。

据段说，新的太阳能发电厂还将配备超高功率电力推进系统。上海正在开发兆瓦级离子推进器，预计将比火箭发动机消耗更少的燃料，并使空间站在它的位置保持很长一段时间。

我国计划在大约两年内进行首次空间对地能源传输实验。该实验将由一颗轨道卫星在远低于太阳能站的高度进行，以此来验证无线能源传输的关键技术。

原标题：以蝴蝶为灵感，中国空间太阳能电站获新突破！两年内进行对地传输