月球建设大动作！未来月球上应用太阳能？

最近，在2023年的第一届深空探测（天都）国际会议上，中国探月工程总设计师吴伟仁院士透露了国际月球科研站的建设方案。随着国家航天局探月与航天工程中心国际月球科研站建设规划视频的发布，中文网友看过后欢欣鼓舞，纷纷表示“”“广寒宫已经在路上”“努力活着，争取做第一批月球移民”······

作为一个“光伏人”则尤为激动，毕竟在那一晃而过的画面里，好大一片光伏板啊！

图片来源：国家航天局探月与航天工程中心

为什么是太阳能？

我们都知道，月球上含有巨量的、丰富的核聚变燃料：氦-3，使用氦-3建设的同位素热核反应堆既没有中子辐射，也不会造成环境危害。如果月球基地使用核能，完全是省时省力、堪称完美。但是，为什么在我们发布的月球基地规划愿景视频中出现的是太阳能呢？

首先，这与月球的自身条件密不可分。虽然月球上的氦-3资源很丰富，但是她的太阳能资源也不少。月球表面没有大气层和云层的遮挡，因此太阳能辐射强度大约是地球的两倍，同时，月球的自转周期约为地球的一个月，这意味着月球表面的某个区域在一段时间内会经历连续的日照期。另外，月球上也没有雨雪、大风、冰雹等极端天气，对于太阳能光伏板而言安全性也极高，也没有建筑无遮挡，理论上可以无限铺设太阳能光伏板。总之，月球几乎拥有24小时源源不断的纯净太阳能，太阳能发电的效率可以达到地球表面的10倍以上。

其次，也与地球太阳能发电技术的成熟度有关。目前，世界几个光伏大国的太阳能发电技术已经相当成熟，这意味着在月球上应用太阳能发电系统时，可以借鉴现有的技术和经验，降低开发难度和成本。

而且，人类对于月球上丰富的太阳能资源“垂涎”已久。早在二十世纪六、七十年代，科学家们就在探讨在月球上建立太阳能发电站的可能性。

20世纪60年代，美国科学家彼得·格拉赛甚至提出过在月球表面上建设一个太阳能电池环的具体计划，这个环绕月球直径的太阳能电池环总长度大约14公里，宽度约为6公里。在将太阳能转换为电能后，可以通过微波或者激光束发送回地球。

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随着人类在月球建立长期生活基地的可能性越来越大，能源问题必须解决，月球太阳能光伏发电技术的研究和开发也在持续发展。例如，美国宇航局（NASA）在提出重返月球计划后，就进行了一系列的月球太阳能发电技术研究，包括雇佣五家商业公司开发“可从月球表面弹起的可垂直部署的太阳能电池阵列系统”。这个太阳能阵列不仅要能在陡峭的地形上保持稳定性，还要表现出对月球尘埃的抵抗力，会为后续美国的“阿尔忒弥斯月球基地”提供可持续供电。

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依据我国国家航天局探月与航天工程中心发布的“探月时间表”：

2026年，我国将发射“嫦娥七号”；

2028年，将发射“嫦娥八号”；

计划在2028年前，构建国际月球科研站“基本型”，开展月球环境探测和资源利用试验验证；

2030年前，我国计划实现载人登月；

2040年前，将建成一个完善型的国际月球科研站，开展日地月空间环境探测及科学试验；

再之后，将建设“应用型月球科研站”，形成一个多功能月球基地。

在可预见的将来，太阳能电池将继续成为人造卫星、宇宙飞船、空间站和探测器的主要电力来源。在月球基地运行的早期，也将大量部署太阳能电池，支撑基地的运行。至于月球核电站的部署，目前还在讨论当中，但即使实现，也肯定排在太阳能发电的后面。