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【科技创新世界潮】
随着人类生活电气化程度不断提升,以及大数据与人工智能技术迅猛发展,全球能源需求正以前所未有的速度增长。风能、太阳能等地面可再生能源固然重要,但它们具有间歇性,且需要占用广阔的土地资源。在这样的背景下,天基太阳能(SBSP)或将成为一条通往真正清洁、富足能源未来的新路径。
据世界经济论坛官网近日报道,随着发射成本下降与规模化制造技术的进步,天基太阳能在技术和经济层面已具备可行性,有望成为一种丰富且可持续的新能源。当然,要将这一愿景变为现实,仍需克服一些关键技术障碍,例如进一步降低发射成本、提升向地球传输电力的效率等。
优势多且前景广
风力与太阳能发电受天气、环境等因素影响较大。例如,地面太阳能易受云层遮蔽,因此供应不稳定;而传统核电站会产生放射性废料,带来污染风险。相比之下,太空中的阳光强度高出地面5—10倍,不仅能量充沛,还能提供持续、洁净的电力。
天基太阳能是一套部署于地球轨道的发电系统。它通过太阳能电池板收集能量,再以无线方式传回地面的接收天线。这一构想最早由美国科学家彼得·格拉泽在1968年提出:将大型太阳能卫星部署在距地球约36000公里的静止轨道上,使其全天候沐浴在阳光中。随后,这些持续不断的太阳能被转化为微波,发射至地面接收站。这些微波本身是安全的,其峰值强度约为230W/m2,相当于正午阳光强度的1/4。
早在20世纪70年代,天基太阳能就被认为在技术上可行。直到近十年来,随着发射成本下降与规模化制造技术的突破,它才真正具备了经济可行性。
天基太阳能的优势十分显著:能提供稳定可靠的基载电力——这种持续性过去只能依靠化石能源或核能实现。此外,太空中更高的光照强度,也使天基太阳能板单位面积发电效率远超地面,从而节约大量土地资源。美国国家航空航天局最近的一项研究甚至预测,一种天基太阳能模型能在一年99%的时间内发电。
这种高能量密度也有望大幅降低材料消耗,不仅使其更具可持续性,也有助于缓解资源压力。同时,天基太阳能具备高度灵活的调度能力。每颗卫星可覆盖地球1/4的区域,几乎能实现洲际电力的瞬时传输,犹如太空中一座高效的“能源互联枢纽”。研究表明,天基太阳能有望以极具竞争力的成本,满足人类大部分能源需求。
多国竞相布局
一场围绕可持续能源的“太空竞赛”已经拉开帷幕,世界各国与私营企业正纷纷加大对天基太阳能的投入。
2023年8月,美国加州理工学院的天基太阳能演示原型实现首次太空无线能量传输。该原型通过名为MAPLE的轻型微波发射器,在太空中完成太阳能采集与传输,不仅点亮了一对LED灯,更将能量传回地面——加州理工学院戈登和贝蒂·摩尔工程实验室屋顶的接收器准确捕捉到了这份“天外馈赠”。
中国也在稳步推进千米级阵列建设目标,计划于2028年实现突破。目前,重庆“天基太阳能电站实验基地”与西安“全链路地面演示验证系统”两大平台已启动建设。其中西安系统于2022年6月完成全链路能量转换传输实验,实现55米垂直距离微波输能,发射功率超2千瓦。根据中国科学院发布的技术路线图,中国有望在2030—2050年间建成首套商业化空间太阳能发电系统。
欧洲空间局于2023年1月启动SOLARIS预先研发计划,计划3年内投入6000万欧元攻关太阳能电池、能量转换器、空间机器人等核心技术,为2025年后开展在轨验证铺平道路。
英国也跻身天基太阳能“玩家”行列。据英国科技新闻网站今年4月28日报道,英国的“恒定孔径、固态集成、轨道相控阵列”(CASSIOPeiA)概念已被政府采纳,作为天基太阳能发电厂演示项目的起点。参与该项目的几家公司计划6年内交付商业系统。英国还成立了由90多个工业、学术机构和政府组织组成的太空能源倡议,加速推进天基太阳能发展。
在大城市的各个角落,你可能并未留意到這群人的存在。她们背着沉重的扫帚,手拿扫把和簸箕,穿梭在城市的街头巷尾,默默地清扫着我们看似理所当然的干净街道。她们是“城中村扫街老阿姨”,这些在大多数人眼中并不起眼的清洁工人,却以无私奉献的姿态,默默守护着这个城市的面貌。
每天清晨,城市还没有完全醒来,街道上的人们还在沉睡,城中村的扫街阿姨们便已经開始了一天的工作。不同于现代化的高楼大厦和繁忙的商业区,城中村的街道常常显得更加杂乱、拥挤。这里有各种各样的摊贩,有人流不息的居民區,也有一些破旧的建筑。而老阿姨们的工作,就是在这些喧嚣与脏乱的环境中,用她们那把简单的扫帚,清扫出一片干净的天地。
她们的工作并不容易,尤其是当清晨的第一缕阳光洒在大地上时,温度尚未上升,空气中弥漫着早晨的湿气,地面常常是泥泞的。无论天气如何变化,风雨如何侵袭,她们始终坚守在自己的岗位上。你很少看到她们抱怨,更多的是看到她们默默地把每一寸街道扫得一尘不染,把垃圾分类清理得井井有条。那些在街道两旁随意丢弃的果皮纸屑,经过她们的双手,仿佛一瞬间消失得无影无踪。她们用自己的方式,让这个城市更加美丽。
在她们的眼中,这不仅仅是一次简单的清扫工作,更是一项重要的社会责任。尽管工作条件艰苦,薪水并不高,但她们从不觉得累。她们常说:“我们做的虽然是最基础的工作,但也正是這些基础工作,才让城市变得更美好。”她们的责任心和对城市的热愛,深深感染了每一个和她们有过接触的人。
这些“城中村扫街老阿姨”们大多已步入了晚年,年纪大的有70多岁,年轻的也有50岁左右。她们大多是来自农村的妇女,因為生活的需要和责任,选择了这份辛苦却稳定的工作。她们没有華丽的衣着和高端的技能,只有一颗坚韧的心和一双劳作的手。她们从不向人炫耀自己的工作成就,也不会大张旗鼓地讨论自己的辛勤付出。她们的工作,永远都是默默无闻地进行着,但她们的存在,却是这座城市不可或缺的一部分。
在这个快节奏的社会中,许多人只关注大企業的高管、明星藝人的風光无限,却忽略了身边那些日復一日、年复一年的普通工作者。而这些“城中村扫街老阿姨”正是其中的代表。她们虽然平凡,但却以不平凡的方式,展现出了普通劳动者的伟大。
她们的勤奋和坚守为我们提供了一个干净、整洁的生活环境。而这一切,都离不开她们背后那份责任感和对社区的热爱。她们常常会说:“每天看到街道变得干净,心里就有一种满足感。”这种满足感,不是来自于物质上的奖励,而是来自于她们对这份工作的热爱和对城市的情感。
鲜为人知的是,扫街工作其实并不像我们想象中的那么简单。除了要面对不时增加的垃圾量,她们还需要处理各种不文明的行为。有时,市民随手丢弃的垃圾或杂物,可能就會给她们的工作带来很大的麻烦。有时,扫街阿姨们还要处理一些不易清理的油污、积水等问题。这些问题,虽然看似微不足道,但却是她们每天都要面临的挑战。
但正是这些不为人知的艰辛,构成了她们在城市中的一份责任。她们不仅仅是在清扫街道,更是在为城市的文明与秩序贡献力量。
随着時间的推移,越来越多的年輕人开始进入城市,尤其是那些在城中村工作的清洁阿姨们的身影逐渐显得特别。她们将生活与城市融为一体,在自己坚守的岗位上散發着从容的光芒。尽管外面的世界在快速变化,而她们却依旧安静地把自己的日常做好,不求过多回报。
在那些没有显赫地位、没有光鲜亮丽外表的工作者中,城中村的扫街阿姨们常常能展现出最朴实的职业美德——责任感、坚韧与默默奉献。尽管这份工作薪资不高,但阿姨们却从未抱怨。每天一走進巷口,扫把与簸箕成了她们的“亲密伙伴”,她们就开始忙碌起来。她们的步伐迅速而坚定,仿佛每一步都是为了给别人创造更多的幸福。
在她们的身上,社會责任感尤为突出。她们常常会告诉身边的居民,保持街道的整洁是大家共同的责任,每个人都应该为城市的文明出一份力。其实她们做的就是一件“看似不起眼”的事,但这种工作正是城市的基石,缺少了她们,城市便會陷入一片杂乱无序。
虽然很多时候,她们的工作成果并不会得到直接的赞扬,但她们心中始终坚信:她们所做的每一项工作,都能为这个城市的干净与整洁贡献一份力量。她们的微笑与坚守,始终照亮了这片城市的每个角落。
许多城市居民在经过这些“扫街阿姨”时,都会对她们投以敬佩的目光。有时,居民也会主动向她们致谢,送上自己的一些小小关怀。而这份关怀,也成为了她们坚持下去的动力。
作為“城中村扫街老阿姨”,她们的責任远不止清扫街道,更多的是通过自己的行动,影响身边的人。她们在平凡的岗位上做出不平凡的事,让这个社会变得更加温暖、更加和谐。也许,她们的名字不会被大肆宣传,但她们的微笑与付出,早已深深烙印在每个人的心中。
城中村扫街老阿姨们是城市不可或缺的“守护者”,她们的工作并不是一份简单的体力劳动,更是一种责任与精神的体现。她们默默地付出,用汗水与笑容为我们创造了更加清洁、宜居的环境。每一位扫街阿姨都是城市文明的象征,她们值得我们每一个人的尊敬与感激。
日本将天基太阳能列为重点发展方向,持续开展关键技术验证。2024年12月,日本宇宙航空研究开发机构与航天系统金年会成功完成空地长距离微波输能实验:搭载发射器的飞机在7000米高空向地面精准传输微波,部署于地面的13台接收设备均成功捕获能量。
诸多技术亟待攻关
尽管天基太阳能前景广阔,但要实现这一宏伟蓝图,仍需在多个关键技术领域实现突破。
首先便是发射成本难题。虽然全球卫星发射成本持续走低,但欧洲空间局表示,建设国际空间站尚需数十次发射,规模更大的天基太阳能空间站所需发射次数将更为惊人。值得期待的是,可重复使用火箭技术的成熟正显著改善太空经济性,为天基太阳能商业化之路注入强劲动能。
其次,技术挑战同样不容小觑。目前虽已实现数公里距离的无线传能,但要将千兆瓦级电力高效稳定地传回地面,仍面临重大技术瓶颈。与此同时,如何在太空中利用自主机器人精准组装、维护巨型空间结构,也成为亟待攻克的技术难关。(本报记者 刘 霞)
图片来源:人民网记者 周伟
摄
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