美国空军正在评估将太空太阳能作为远程军事行动的新型供电方案。其基本设想是通过卫星在轨发电,再以无线方式将电力输送至地面接收端,以减轻燃料补给压力。
据电动汽车媒体CleanTechnica当地时间15日报道,美国国防部也在同步推进相关配套工作,包括支持卫星太阳能电池关键材料锗的供应、与民营企业签约以及开展技术验证。
今年1月,美国国防部向美国本土锗生产企业提供了1810万美元资金支持。锗不仅是高效率太阳能电池的重要材料,也广泛应用于红外光学设备、夜视仪、监视设备和武器瞄准装置等多类军事装备。随着军用和民用卫星对太阳能电池的需求上升,锗的战略价值也进一步凸显。
在美国空军看来,太空太阳能有望成为缓解军事后勤压力的一种替代方案。当前,远征行动高度依赖柴油发电机、燃料运输车辆和空中补给系统,这一模式不仅物流成本高,还会增加被敌方侦测的风险,并加重飞行员和维护人员负担。
按照美国空军设想,太空太阳能系统可在地球轨道上连续收集太阳能,并以无线方式传输至地面接收装置。其主要优势在于受天气影响较小,并可为没有电网覆盖的偏远区域提供稳定电力。
今年5月,美国空军与美国能源企业Overture Energy签署合同,启动太空太阳能系统在大规模远程军事行动中的可行性验证。Overture Energy的目标是在未来10年内提供“太空到地面”输电商业化服务。该公司目前正利用空中平台开展输电实验,并计划于2028年将相关设备部署至地球轨道;随后在2030年前后实现向地面输送兆瓦级电力,并预计于2030年代初具备向全球任意地点24小时输送吉瓦级清洁能源的能力。
与此同时,美国空军内部相关研究也在加快推进。其教育机构Air University正围绕印太地区燃料补给难题推进“PERSEUS”项目,该项目名称为“Pacific Expeditionary Resilient Energy from Space for Unlimited Supply”的缩写。
目前,研究团队尚未主张立即进入实战部署阶段,但已展示面向移动接收端的缩比概念验证系统,用于验证卫星向地面无线输电的可行性。研究人员认为,未来的供电体系应能够跟随机动力量和装备机动,而不是依附于固定设施,这也正是其军事应用价值所在。
美国空军判断,太空太阳能未来可能成为减轻后勤负担、支撑分散作战的重要技术。空军在相关报告中表示,“基于太空的太阳能是一项未来能力,可降低后勤负担、支持分散作战,并提升空军及联合作战部队的行动速度”。
除技术研发外,美国也在加快调整相关供应链。美国防务企业York Space Systems于4日宣布收购太空太阳能初创公司Solestial。该公司表示,此次收购将有助于把目前对中国依赖度较高的太空太阳能供应链转向美国本土生产体系。
Solestial此前曾获得美国空军和美国国家航空航天局(NASA)支持,并自去年起启动下一代太阳能电池量产准备工作。今年初,Solestial还收购了已破产的欧洲太阳能企业Meyer Burger的专用制造设备。Solestial表示,公司近期已建立从晶圆到太阳能电池片的自有生产工艺,并正推进将部分德国生产设施迁往美国,以构建一体化供应链。
不过,业界对太空太阳能在短期内实现商业化仍持谨慎态度。普遍观点认为,现阶段其更可能率先应用于卫星供电和军用无线输电,而非地面电网供电。因此,美国当前的太空太阳能战略预计仍将阶段性聚焦于卫星电源保障及军用输电技术验证,而不是大规模商业供电。