给月球佩戴太阳能腰带

□ 易 白

充分利用太阳能是新能源领域最热门的话题，对太阳能的利用设想甚至从地球开始延伸至浩淼的太空。在日本因地震引发的核泄漏危机后，用太阳能等清洁能源取代核电的呼声日渐高涨。最近，日本一家公司公布了一项在月球上建设太阳能电站的“月环”计划，希望把月球上的太阳能转移到地球上来。这项计划是近年来最劲爆的太阳能计划，也是最具创意的大科学工程设想之一。

月球发电优势明显

我们都知道，太阳能是一种取之不尽的、安全无污染的清洁能源。因此，近几十年来科学家想出各种办法来利用太阳能。最近提出“月环”太阳能计划的是日本清水建筑株式会社的一家研究机构，他们打算在月球赤道地区部署大量太阳能电池板，将收集到的太阳能传回地球接收站，以供地球所需。

既然地球上也能进行太阳能发电，为何要不远几十万千米到月球上去发电呢？这是因为月球发电的优势明显。首先，月球的大气层十分稀薄，与地球相比简直稀薄到可以忽略不计的程度，因此月球上不会有云层和雾气出现，当然也不会有阴天出现，可以保障太阳能电站长年累月地发电。假如你身处月球，在白天看到的太阳要比地球明亮得多，光芒万丈的太阳似乎喷吐着灼人的火焰，因此在月球上进行太阳能发电的效率也远比地球要高得多。

率先派出机器人进行月球发电站的基础建设

由于月球上基本没有大气，也就不会有风沙天气出现，而风沙是在地球上需要解决的重要问题。在地球的赤道地区进行太阳能发电，大多会选在荒无人烟的沙漠地区。然而，沙漠地区风沙大是出了名的，风沙不但会侵蚀太阳能电池板，而且会覆盖在太阳能电池板上，影响太阳能的吸收，因此需要人工经常性地清理沙尘。而在月球上，基本上不需要花费人工清理沙尘。

另外，由于月球是个无人区，不存在拆迁房屋或占用耕地的问题。月球上也没有江河湖泊对陆地的隔离，铺设起来将比在地球赤道容易得多。不过，月球赤道上有许多环形山，铺设太阳能电池板需要绕过环形山的大坑。因为坑里不但铺设难度大，而且会出现太阳照射不到的阴影区域。

如何在月球上发电

月球面向地球的一面

要在月球赤道上铺设“太阳能腰带”发电，所面临的最主要的问题是成本巨大，可能需要多个国家合作才能完成。根据研究人员的设想，需要先发射一些太空机器人到月球上平整场地。既然月球大气稀薄到不可能产生风，月球表面理应比较平整，事实上并非如此。月球上也覆盖着厚厚的粉尘和碎石，它们主要是小行星撞击月球产生的。还有一个重要的原因是太阳的力量，月球上大气稀薄导致白天月表温度高达100多摄氏度，夜晚则低至零下100多摄氏度，昼夜温差高达300摄氏度，导致月球岩石因温差而碎裂。

在月球上发电还要从技术上解决过热和过冷的问题。地球自转一圈需要一天，而月球自转一圈需要28天，也就是说无论是月球的哪一面，白天和黑夜都是14天，长时间的高温和长时间的低温对太阳能电池板的材料要求很高，需要电池板有抗高温和低温的本领。而且，由于太阳能电池板的吸光本领要比岩石强得多，14天不间断地强光照射可能会导致太阳能电池温度攀升到被损坏甚至熔化的程度，这就需要较强的冷却设施。好在月球岩石的导热性差，可以通过冷却液流过月表以下的低温岩石来冷却电池板，还可以由此进行温差发电，把劣势转化为优势。

月球发电还需要解决的是能量传输问题，月球远离地球38万千米，靠电线输电显然是不现实的，只能采用无线输电的方式，常见的是微波输电或激光输电。首先要在月球上建立天线直径达几十千米的能量发射站，接着在地球上建立若干个大功率的能量接收站。由于月球的自转和公转速度几乎一样，导致月球始终以一面对着地球。在月球的背面进行太阳能发电，不能把电能直接发射到地球，需要用电线把电能从月球背面传输到正面。这也是一个十分浩大的工程。

为了对太阳能电池板、输电线路和输电站进行维修，研究人员还设想在月球表面建设一条长达1万千米的环球铁路。在如此巨大的工程建设中，如果所有的物资都从地球运送上去，在百年之内可能都算是一项不可能完成的任务。因此，研究人员设想从月球上的土壤中获取该计划所需的水、单晶硅、铁、混凝土、氧和陶瓷。

月球发电规模惊人

如同地球赤道一样，月球赤道所在的区域是月球上是最热的地区，也是太阳光最强的地区。按照研究人员的设想，可围绕月球赤道铺设一圈太阳能电池板，就如同为月球佩戴上一个太阳能腰带。所有太阳能板加起来的宽度将达400千米，长度和月球赤道一样，将达1万多千米。这么庞大的太阳能发电厂产生的电能也是十分惊人的，每年可发电13万亿度，可占到全球用电总量的30%以上。

现在有关“月环”工程的具体时间表还没有宣布，但是一旦开始实施，它将是人类有史以来建造的规模最大的公共工程。虽然不少人质疑日本研究人员这项雄心勃勃的太阳能开发计划的可行性，但是清水建筑株式会社对这个计划充满信心，他们在公司的网站上写道：“凭借创新性的设计，加上先进的太空技术，我们将让人类向着这一梦想迈出一大步。”对于人类来说，即使这个工程具有可行性而且开工实施，它也将是耗时漫长、耗资巨大的工程。不过，真的这个工程一旦成功，人类将受益无穷。

建设月球发电站的工程车

铺设在赤道上的太阳能电池板如同月球的腰带

在地面建设庞大的能量接收站

用激光或微波的方式把能量从月球传输到地球