地球軌道設太陽能發電站計畫 成本、傳輸問題待解決

在太空設立發電站的構想，早在二次大戰期間就出現於科幻小說中，直到20世紀結束前，各國連具體實驗都無法展開，主要障礙之一就是造價太過昂貴。

專業太空天文網站Space.com的報導指出，即使目前大量採用可回收第一節火箭，號稱太空發射成本最低的獵鷹9號火箭，平均每公斤的成本也要新台幣9萬7000多元。

而在太空設置太陽能發電站，需要幾10萬片的太陽能板，組成的陣列比現有的國際太空站還大，因此建造成本是難以想像的天文數字。

曾任SpaceX公司火箭工程師的巴克奈爾，後來自行創立太陽能發電科技公司，在2024年4月中旬的太空能源會議上，該公司發表了在地球軌道上，設置太陽能發電站的構想。

太陽能發電科技公司影片說明：「這個陣列由薄薄的瓦片狀衛星組成，先在火箭上整包包裝起來以節省空間，組合用的機器人把2萬5000片衛星，組成有10萬個或更多反射鏡片的陣列。每片自主衛星可反射1千瓦太陽能，每個陣列可以把2萬百萬瓦送往地球。」

這家新創企業認為，現有人造衛星使用的地球同步軌道以及地球靜止軌道，因為太過擁擠，不適合設置太空發電站。而軌道形狀為橢圓形的「莫尼亞軌道」是最佳選擇。

這個軌道和赤道的夾角約為63.4度，週期為12小時左右。但其中的11個半小時，衛星位在離地球3萬5000公里的區域。也就是說，如果太空發電站放在這個軌道，會有接近半天的時間，太陽能板陣列可以對著北半球或南半球。

業者指出，這個早期由前蘇聯通訊衛星使用的軌道，因為較為冷門，不會有衛星塞車的問題。但現階段還是有尚待突破的關卡。

首先是載運火箭的能量要夠大，不僅要把太陽能板送進莫尼亞軌道，還要能一次載運上千片甚至上萬片。以SpaceX為例，研發中的超重型火箭星艦，目前還沒有成功進入低軌道甚至高軌道的紀錄。

其次是從太空發電站把能量傳輸到地面，目前的損耗率高達95%，也就是地面只接收到5%的能源。業者的目標是改善到20%，還要仰賴星艦計畫可以成功，才能邁向在太空建立太陽能發電站的目標。