輕太空太陽能,向天空種電去!/許耀升

輕太空太陽能,向天空種電去!/許耀升

【『好報』報系:台灣好報】 2024-05-22 09:25

許耀升(馳品設計執行長、馳浮光電輕太空太陽能項目統籌、輕太空太陽能全球發展協會召集人)

愛因斯坦說:當太陽能板吸收光子的能量時,會激發出自由電子,也就是所謂的光電子,但產生光電子的能量僅只與光的「頻率」有關,而與光的「輻照度」無關。

其實太陽散發出的光與熱,一般在維度空間內皆是呈現為波的頻率形態,當太陽光到達地球時的波長分佈,是從 300 到 2700 奈米都有。而一般的太陽能板如單晶矽電池只能去吸收 300 到 1100 奈米的太陽光波來轉化為電能,對於1200 奈米以上的波段則皆無法去轉化,其所謂的「輻照度」就是指這些1200 奈米以上的波段,日常中我們又稱之為熱能。

太陽能板的特性是只會吸收光但並不吸熱,所以它並不能去取代到植物所具有的「吸熱反應」功能,在依存模式裡,能量僅只能在質量上去運動作功,不管是光(光子為玻色子,具有粒子性與波動性,因波粒二象性特性所以能傳導)、電和熱還是射線,都需要粒子作載子才能傳送,所有能量在運動過程中若沒有介質載體的話,能量就不會轉移。而太陽散發出來的熱能,是藉由光子來移動傳遞,但在光電發電下,太陽光的光子被吸收走了,剩下的熱能因為沒有光子的傳遞無法離開地球,就只能在周邊可依存的質量上去運動作功,也就是當地的大氣層體系。

人類為了獲得電力,在綠林植被地表上鋪設大量太陽能板,不但會壓搾了該地區植物族群的光合作用之吸收空間,也因為整體區域內植物的光合作用效能之降低,亦也導致了生態間所該運作的吸熱反應效能也會跟著降低!而大自然的生態系統,無論是水域或陸域,都必須是倚賴著太陽光為終極能量來源的生態體系。人類設置地面及水面型光電設施,植物及原生物種就只能生存於光電板間的縫隙,因光合作用大幅減少,生態系會變成是以分解者為主的生態系,於是大量浮藻雜草叢生,容易滋生病媒蚊或病毒體傳播,倘若選擇在野外的湖泊水池上蓋光電板,可知道這不僅會截斷了水中生物生態系原有的能量來源,也排斥了該生物在食物鏈的生存空間。每個地方所能容納的生物族群量(生態學稱為承載量)都是有限的,減少了能量來源會導致某些基層生物族群減少,而依靠這些食物來源的物種將因食物不足而被剝奪生存權利,於是本土的生物因無法轉移到其他地方,只能就這麼消失了,譬如候鳥或水中生物。

各國政府為了倡導再生能源議題,不惜強制在各地去大量鋪設光電板種電,並對該環境去任意砍伐樹林,甚至還大面積地鋪設光電板於湖川等水面上。這些行為都只會更增加了該地區對於多餘的熱能無法回收和地表上原本對陽光的折射率大大地降低!除了產生更多熱量殘留在大氣層內無法散去而變成熱廢能的問題以外,原本屬於植物及環境所該吸收的陽光,卻被太陽能板所截取、吸收走了光能,而龐大的太陽熱量還是每天每刻不斷地進入地球生態圈之中,當這些溢出的太陽熱量不能有效為植物、氣候、環境去完整吸收下,其殘留的熱廢能只會逐年累月的積累在當地的環境裏,使該地的綠林生態開始產生了零碎化,讓地面上的每一片土地都在發燒,並對當地氣候形成了「熱島效應常態化」的現象。

美國的總統拜登之前曾提出綠能政策,包含了將於2030年前減碳至少50%、並於2035年前實現淨零碳排為目標,但其能源部門近期發布了一項美國的最新再生能源藍圖中,結果詫異的是內容竟是將計畫在2050年前,將國內整個太陽能發電的占比提升再至45%以上,以作為應對目前氣候變遷威脅的行動一部份。這完全映證了目前整個世界為了在追求尋找零排碳、零污染的減碳過程上,反而是開始在走向一條不明不白的死胡同中。

首先,很多人都把太陽能板發電,誤認為是一種完美乾淨能源的錯誤觀念,這導致了每個國家都在努力地發展自己國內環境的光電生態來拯救地球,但想靠著在各地鋪設大量太陽能板來改善全球變暖的作法,卻完全可以說是請鬼拿藥單,死路一條!歐洲能源智庫 Ember 首次全面審查全球電力數據時發現,再生能源占全球電力比例從 2000 年的 19% 成長到去年 30% 以上,其中尤其是太陽能發展速度比預期更快,光是去年全球的太陽能發電總量已增加 23.2%,太陽能已經是連續 19 年成為成長最快的電力來源,至2023 年所新增的發電量為煤炭發電之兩倍以上。

但是太陽能板只會吸收光子但不吸熱,所以會在大氣層產生熱廢能問題,形成熱島效應及水氣流循環異常,加速了極端氣候的變遷。甚至因影響全球氣候過熱所導致的冰層融化現象,也容易產生過多的水流向大海使海平面上升,而強大的水壓更容易去滲入地震帶的縫隙中,這使得地殼斷層變得脆弱,容易引發出更強、更頻繁的地震或海嘯!而雖然目前歐洲在全球七大洲當中是暖化最快的,中國則是前陣子飽受了狂風暴雨等極不正常的氣候影響,但澳洲國家恐將會先是成為光電反噬下的第一個祭品。

澳洲政府近年來鼓勵民間裝置大量的屋頂太陽能系統,光是在 2023 年上半年電網就新增1.4GW屋頂太陽能助力,澳洲的日照資源在全球名列前茅,所以住家與企業也十分踴躍的裝置屋頂太陽能,去年3GW的屋頂太陽能預估值數字也非常接近2021年創下的3.2GW紀錄。季度報告也顯示,屋頂太陽能裝置量的增加,讓再生能源電力在澳洲電力市場的供給達到36%以上,預計到2023 年12月將更成長至40%。但相較於熱絡的屋頂太陽能市場,這幾年澳洲所受到的氣候異常反撲其實也更為嚴重!高溫熱浪、暴雨洪災及野火不斷,海溫的上升導至大堡礁大規模珊瑚嚴重白化,維多利亞州出現四年以來最嚴重的野火災情,西部維莫拉地區的火災評級也來到最高的災難等級,澳洲氣象局已警告民眾,恐怕未來將會常態出現超過40度高溫不宜人居的日常氣溫。

因為太陽能板只會造成大量的熱廢能累積,這使澳洲當地的氣溫加劇產生更燥熱現象,該情況會持續讓當地地方的地下水條件變得低落化,也同時會削弱到森林自身的碳匯能力。有學者指出,在發生乾旱期間對地區利用先進偵測系統去發現到,該地區森林生態系會發生所釋放出的二氧化碳超過原先吸收量的情況,這使森林系統會短暫的失去了其作為碳匯的自然功能,而且乾旱現象還會引發出森林大火機率,這更加會去影響到該地的碳匯能力。對澳洲而言,當森林面臨前所未有的挑戰,使乾旱成為新常態,影響森林生理健康,增加森林生態系環境風險,用澳洲的碳匯數據來說,一次森林火災就可能把累積百年的碳匯基礎全部付之一炬了!

最明顯的例子就是澳洲政府先前曾推出的造林賣碳權政策,法新社報導澳洲撥出近4200萬公頃土地去賣向世界各國來造林以賺取碳權,但最近同業用衛星去調查,發現這些賣出去的造林區有近八成的樹長不好、林地也在逐漸萎縮中!因為種樹的最基本要點是:土質好、氣溫合適、雨水充足,在這種條件下對這片土地種樹造林的確是件好事,但如果是正處於澳洲最燥熱乾旱的氣候條件下說要去種樹造林,這無疑跟說要去沙漠地區上種樹沒兩樣,自然被媒體稱作根本是一場災難。

也許很多人質疑,森林的生態系即使受到乾旱的影響會由碳吸存轉變成碳排放,但只要等氣候轉涼或冬季到來不就好了?若以台灣為參考範例,台灣通常是個降雨豐富的島嶼,但近年來島內長期佔比的燃媒、燃氣發電及執政黨著重於光電發展的政策,其所衍生的台灣氣候變化已導致了本島達到56年來最嚴重的乾旱程度,這使得各地水庫的水位已降至驚人之低度。這種極端的天氣旱化,除了對台灣森林碳匯產生了重大影響,亦可能預示著未來氣候對台灣的森林碳匯與儲存能力衰退之趨勢現象也是令人擔憂!而《華爾街日報》也對於台灣乾旱的報導,強調了這一情況的嚴重性,內容引述了專家警告乾旱加劇和乾燥期延長的可能性,因此台灣及國際研究團隊所展示的測量數據,也生動地描繪了台灣乾旱期間,森林作為碳匯的功能減弱之現狀。

和過去相比,台灣氣溫已上升約1.6度C,高於全球平均,未來趨勢將是冬季變短、夏季變長、春雨減少、梅雨強降雨增加及極端降雨頻率強度也增加,即便侵台的颱風數量可能會減少,但強度、降雨都會增強。因為隨著氣候暖化,各地降雨也將越來越極端,暖空氣可以留住更多水氣,這些所增加的水氣多集中在低對流層中,使得環境大氣變得極不穩定,容易造成強對流的降雨現象,所以要嘛長達一年半載都不下雨,要嘛一下雨就把好幾個月的雨量都下完!

依2024年國家氣候變遷科學報告,以後的台灣夏天將長達七個月,甚至可能將不會再有冬天,水稻及玉米的產量也會下降;漁獲與養殖漁業會受到衝擊,因海平面的上升,雲林、台南與基隆等各地會被海水所淹沒。但最糟糕的是,在台灣持續乾旱的情況之下,也會使其地理條件開始變得和毛伊島相差不遠,發生大規模的野火事件風險性將也將變得越來越容易了!目前的新研究發現,世界各地持續著頻繁、嚴重的高溫熱浪現象,將會擾亂到全球的供應鏈,「高溫」將是引發主要經濟體國家的損失等陸續骨牌現況,隨著世界各國經濟的相互連結越來越緊密,某個地區的破壞情況會對其他地方產生連鎖反應,有時還會以意想不到的方式出現!而不管全球暖化的因素到底是因為工業排碳?還是熱島效應?其最後全面波及的程度,是即使連很少會直接受到熱壓力影響的其它溫帶國家也將不能倖免。

因此儘管極端的高溫事件一般都較常發生在低緯度國家中,但對歐洲、美國或中國等高緯度地區也同樣是面臨到了重大風險!這包含在冬季因活躍熱氣流觸發了炸彈氣旋,使各地皆發生歷年少見之更極凍強化的嚴寒低溫。經專家研究計算,到2060年極端的高溫氣候可能會使歐洲和美國分別損失GDP約2.2%和約3.5%,而且熱浪天數會增加到24%,因高溫而死亡人數每年將增加至59萬人。但是若按照研究最高路徑之氣溫上升為7°C來計算的話,熱浪天數數量將增加到兩倍以上,而每年因高溫死亡人數也會高達112萬人。而這些數據還並未包括因暖化所導致的森林大火、暴雨洪災、饑荒瘟疫、地震海嘯、低溫暴雪之死亡人數!

根據法新社和路透社報導,從2023年4月至2024年3月數據顯示,過去12個月是地球有史以來最熱時期,其全球平均氣溫較前工業時期還高出1.58°C,而2023年底的「超強聖嬰現象」更使2024年的熱帶地區全年平均最高濕球溫度(加濕空氣塊使其飽和時達到的溫度)將達到攝氏26.2度。研究人員並深入研究了因氣候變遷造成的直接和間接經濟破壞、因高溫產生的與健康相關的成本,以及過熱導致的經濟破壞和附加的連鎖效應…等,雖然今年2024年恐怕又將會超過2023年成為人類有紀錄以來最熱的一年,但這種異常的高溫紀錄將成為一個長期趨勢。在未來的幾十年,只要人類不斷建造大規模的光電廠,這些光電廠就像是地球上的加熱器一樣,使世界仍繼續受到日益頻繁及嚴重氣候極端事件的持續打擊,其結果就是最終擴大影響到了整個全球氣候去加速暖化,並衍生了人類生存環境上的浩劫,使地球生態圈開始步入崩潰滅亡的後果!

在世界各地,近年來的各大都市之熱島現象增溫,正在日漸加劇地偷走人類城市生活上的品質。各電視台新聞多次報導各國地區所引發的颶風、暴雨、旱災、土石流等致命天災,其危害風險程度是愈來愈高!而正當連台灣鄰近區域的日本、新加坡、香港等地,都在努力去翻轉國內的熱島現象以作改善之時,台灣當局卻至今仍是束手無策、毫無作為,也駁斥了台灣正在發生熱島效應之事實。「改善熱島效應,才是減緩氣候變遷的有效手段。」這正是由台灣的中央大學大氣科學系主任嚴明鉦所一直在疾呼的。

但難道這就代表著我們不該去發展太陽能光電嗎?並不是!答案在於,我們應該要在太空外去發展太陽能,而不是在大氣層內去發展太陽能,這樣散逸出的熱能,才只會被其它光子或臭氧所帶走,而不是被地表空氣及海洋所吸收!而且好處是太空太陽能的發電產量是地球表面上的6倍,也可以不受到自然環境及天候狀況影響和深受日照時數去限制,更不會去佔用地表與農搶地,及傷害到地球的整個生態循環,造成了氣候變遷暖化。

這時很多人會開始跳出來嘲諷道:太空太陽能要燒掉多少的錢?最成熟的微波技術就算成功從太空衛星向地球傳輸,射頻功率完全差到不行,這種轉換效率就算再過五十年都無法商業化的…等等。但筆者只能在此跟大家說明的是:太空太陽能的遠距離電力傳輸,從來就不是只有「微波傳送」這個唯一選項!

輕太空太陽能,其結構主要是利用重力浮力原理,共分為「母光電連接式浮空艇」、「子載具昇降式浮空艇」以及「地面接收站」等三個部位。超大型的母平台連接式浮空艇,是介於平流層無人高空飛艇至太空低軌道衛星之間的一種新形態鏈結式傳遞媒介,大量的太陽能光電板鋪設於母浮空艇之上方面積,至於子載具昇降式浮空艇,其外型就如同高空氣球飛船模式的無人機,其下層為運送儲電設備用的載具空間形態。兩者皆為內部填充氫、氦等氣體以作為應用重力浮力的昇降原理,就是依靠著氣球內層的氣體腔室及製冷器,內有多個氣囊,主氣囊充滿了氦、氫氣,副氣囊則是氫氣或者空氣也可以,然後利用製冷器對副氣囊氣體的冷卻狀態來去調節浮力,從而達到調整飛行高度的目的,並尋找合適的風層進行航跡控制。

浮空艇降落時只需使用副氣囊內的氣體去冷結為液態產生足夠重力,或升空時則藉由氣體的吸熱效應去汽化來產生浮昇之自然現象。而共包含了地面接收站,這三個部份則都具有接收、分配及轉移電力的流通傳送功能,一艘母浮艇配置了四艘子浮艇的接收槽以供做輸送及儲備電力使用,地面接收站則是一天能容納至上百艘的子浮艇去輪流供電或待機使用,以讓電力二十四小時都能隨時傳遞。這除了使在高空中所生產出的電能,能穩定地傳送至地表任何的電力公司之接收站系統或儲能設施去做調度營運,而整個過程皆不需耗到一滴傳統燃料,因為全部動力皆是由輕太空太陽能產生的電力去提供。且發電過程也不受任何的颱風、地震、水患這種天災所影響,亦不會因砂土塵揚或雨水侵蝕造成板面發電效率降低,所以就算地面都世界末日了,但上方的浮空艇平台仍會安份地繼續生產著電力不受波及。

我們知道目前產業發展上比較常見的平流層無人高空飛艇,可成為衛星和地面站之間的中繼站功能,能提供通信網路服務。這種在平流層空間所使用的準靜止長駐高空氣球,不需要考慮平飛時的氣動問題,而且平流層無人高空飛艇能與地面控制設備、信息接口設備以及各種類型的無線用户終端構成的天地空去一體化綜合信息系統,產生平流層通信系統。因此是被視為替代部分衛星,其相對優勢是更低的成本、更容易的機動性和更快的部署,不僅具有商業價值,更是在軍事或國防上更有價值存在。但輕太空太陽能浮空艇不同於目前已知平流層無人高空飛艇的重要一點是:「輕太空太陽能浮空艇,是介定於永久浮駐在平流層至中間層之間,且能夠去大量鏈結成平台的新型態之浮空器」。除此之外,輕太空太陽能浮空艇還符合著當前全球暖化所急切的新需求,就是當輕太空太陽能之鏈結平台面積範圍越是幅員廣闊,那麼眾多的浮空艇就越像是幫地球撐起一把陽傘,能夠肩負著去抵擋及反彈過多的太陽光進入到大氣層內!而除了降低地球的暖化之優點,還能夠提高人類對於外太空預警的無障礙偵測功能,因為在地表上,對於外太空的偵測是很容易受到天氣變化、雲層、砂塵暴及人為之空污,甚至太空垃圾等不穩定因素去誤判影響。至於在對氣象監測功能方面,氣象學者只要在每一架的子載具昇降式浮空艇上皆配備氣象用感應器,則每具浮空艇的每一次高空昇降任務,都能使該地區所收集的「氣象大數據」更為完整,也更容易做出精準的氣象預測。

而輕太空太陽能,為何此時會是成熟發展之最好時機?主要在於,現今人類科技已開始成功推出了更為輕盈的鈣鈦礦型薄膜光電板,及更為安全和高效能的快充固態鋰電池!這些都有助於對浮空艇的成功實現機率更為提高,且產品皆已經相繼發表上市及商業化,所需的供應規模各方產業也都已具備有大量生產之實力。再附加上輕太空太陽能還迎來了當下最火熱的新產業順風車之優勢,就是輕太空浮空艇平台除了既接收平流層無人飛艇所有具備的所有可應用範圍好處以外,也承接到了一般低軌道衛星所具有的衛星傳輸之獨特功能,這將受益到目前各產業上大量的5G傳輸應用,甚至未來的新6G移動通訊,使輕太空項目能成為對低軌道覆蓋面之主要星鏈根基發展。一般落單的通訊衛星容易遭敵人鎖定擊落造成國家在通訊戰上的標靶目標,但當成千上萬的母浮空艇每一艇都具有傳輸通訊的遞補意義時,這容易降低對方想去攻擊的意圖,而輕太空的低軌道傳輸功能,還能減輕離島間因漁船拖曳導致海底電纜斷網及污染影響,也無形中更加速催生了人類科技對於地面電動車或新型態飛行計程車,在無人駕駛高科技的GPS定位發展。

雖然目前的浮空器技術,因為現今人類文明還僅止停駐在於平流底層高度範圍內,但隨著未來科技進步下,輕太空太陽能浮空艇還將更能逐步提升至平流層與中間層之間,因為當浮空艇其高度越能接近於外太空的高度時,其對於陽光接收率及夜晚感光度之吸收效能,越能使發電效率更提升。但相對性的也因拉高距離越高,其在浮空艇對電能傳送距離上及對紫外線輻射的風險也越為提高!且輕太空太陽能浮空艇與一般的同步衛星之運作不同在於,因輕太空太陽能相對於軌道比較低,所以較容易受到地球自轉運行或平流層平行環流上的影響而產生位移,但是只要將浮空艇去作調整至不同高度,當利用不同高度的風向,就可以長久留駐在固定的位置上!而這所需要的,是僅靠著機體本身冷卻器及那如同無人機般的旋轉機翼去提供飛行動力,但運行其間所有的電力來源,則單單用浮空艇上方的太陽能板發電系統就可供應一切。

新時代的輕太空太陽能科技,也同時宣告著人類航旅及貨運輸送模式上的重大改變,因為浮空艇平台所鏈接出的強大浮力整體性,能夠承受住作為交通航旅用及貨物運輸用的「無燃料交通」之新綠能路程!只需在子載具昇降浮空艇原放置儲電的位置改造為可供乘載之空間,並將內部改裝成如同潛艇般的氣壓調節艙室,使搭乘者或貨物都能搭載藉浮力重力所昇降的子浮空艇去登機高空平台的可運輸用母浮空艇上。當從高空平台所移動而分離出發的母浮空艇,其航行過程僅只需要配合著平流層高空氣流,就能使母艇本身就如同一具飛在高空上的交通工具般,將人員及貨物完整的去運輸至另一個目的地高空平台上,再藉著子空浮艇的重力降落至地面機場接收站即可,全部過程皆僅僅是靠著輕太空太陽能的電力所完成。這將能使地表上人類對於跨海旅行運輸、運河貿易航運堵塞等所製造的碳排量危害能有所減少,除了將幫助世界各國在旅遊觀光的交通空汙空氣品質上能有所改善,也大大減少了全球暖化議題上的溫室氣體飆升數量問題,使地球成為真正的零碳排家園。

以台灣地區的「無燃料交通」之新綠能構想高空平台為範例,台灣緊臨太平洋板塊,周圍臨近區域都是最佳光場,而台灣又正居其中,佔盡了主導方優勢,所以對於台灣本島初期的建構概念主要為:北站的「台北」高空平台、中站的「花蓮」高空平台、南站的「恆春」高空平台等,這三個航站點的位置,皆是需要能避開強風地帶、易觸撞陸地及非人口稠密面積區為主。後續未來台灣高空平台之航線發展,還可就近與其它國家區域的高空平台航點去作互通合作、交流運輸。這將會使全球各地的無燃料高空平台運輸網絡,能夠一步一步取代掉目前傳統的海、空運航旅,因為只有當人類未來的交通產業結構不再需要靠著消耗龐大燃料及大量排碳來實現路線移動時,所謂的節能減碳才能有它真正實質上的意義!與其口口聲聲喊著要綠能愛地球,還不如從根本上對所有的污染源及排碳大戶去做徹底的改變,這才是更睿智、更正確的做法吧!

從母光電浮空艇的高空平台構想,到子載具浮空艇的多元應用,提供了人類儲存電力傳遞或為載人載物空間等新模型之藍圖規劃。而這些除了能作為光電發電對於地表的電力供應、及做為遊客交通航旅及貨物輸運的「無燃料交通」運送模式之外,在未來的輕太空時代,當浮空艇平台在全球各國政府企業的齊心建設發展下,母艇數量當增多達至數百萬艘時,越多的高空平台就越能去鏈結成主要環繞赤道一圈「輕太空形態的戴森球結構」之地球工程!

這將使得理想中的「全球共享電網」系統想法不再遙不可及,全球各地的電能都能去彼此支援、互相交易,例如在解救一些貧窮國家及天災人禍地區的援助方面,富有國的人道基金會或救難組織在對於電力的支援上,將只需在輕太空所購買的電力,迅速地以浮空艇移動的方式,運送至需求的地區之臨時地面接收站降落提供幫助。甚至在水源供應的調度上,也僅只需把豐富的水資源先去分解為氫與氧後,將氫氣裝入運送氫燃料的浮空艇上,再去移動至因災荒需求或產業供應上而缺水的地方,只要將氫氣重新發電再產生水後,就能持續供應給當地使用。至於對水的來源出處也無須講究,不管是河川接來的水、海水淡化的水、甚至是由污水處理廠出來的水,都能直接拿來轉化分解為氫與氧,反正發完電之後仍是產出純水。

重要的是,輕太空浮空艇平台更是肩負著作為對外太空之運輸平台的中間跳板!輕太空的浮空艇科技能使得停駐在高空平台上的任何太空火箭,在飛往太空時所需的運輸成本及風險再更為減少了許多。這也亦包含了有助於對清理太空垃圾的計畫上,我們只需在高空平台上架設軌道加速器,將「高空平台拋射式串聯衛星」的衛星火箭去快速拋投至外太空即可。只要電力足夠,發射器就可以不斷將衛星大量的拋入到外太空軌道上。其拋射後的衛星再用火箭去推進定位至太空垃圾必經過的路線並串聯起來,其機體外層會自動展開成覆蓋極厚的蜂巢式之捕捉板模式,能使周邊撞過來的小型垃圾碎片卡住陷在裏面,而對於大型的垃圾,則會由地面監控室鎖定後讓衛星火箭噴射靠近網捕勾住,將它一同導入死亡軌道致使衝往大氣層去墜落,這些補捉衛星若達到不堪使用或壽命即將到期前,最終會下達最後捨棄命令,使全部脫離並動力噴射朝下,至墜落大氣層燒毀為止。

所以在構想上,我們首先要在浮空艇的平台上搭建一座由輕質材料所去承造的軌道加速器,裏面是利用一個真空的加速機,把要發射的衛星火箭去瞬間加速到音速好幾倍,然後在不到一毫秒時間釋放,將衛星高速拋送上太空軌道,功能就像電磁砲加速一樣。雖然和目前商業衛星的知名企業同樣地都是把衛星送上太空,但在高空平台上的加速器是可以不需任何傳統燃料燃燒,其發射成本也能降低幾十倍,只要電力足夠,發射器就可以源源不斷將物體送入太空軌道中,這比去耗資費時建造一台只能藉噴射大量燃料升空,及要遠端去控制機器手臂抓取目標物的昂貴衛星火箭相比,其關鍵價格更能從數千萬至數億美元之間還更能為降下來的方式。

而「高空平台拋射式串聯衛星」的捕捉板結構之材料來源,則順勢應用在地表上那些難以回收處理但對大氣層無害的高成品廢料上,例如廢棄的光電板及報廢的風電大型扇片等可拋棄於大氣層去燒毀的材料,只要將它們壓碎做成衛星上的板件原料,發射至太空中捕捉住垃圾之後,等待它們的會是墜落至大氣層銷毀,讓這些材料之後又能再回歸地球資源結構之中,供人類再做回收循環利用,至於機體構造亦可用回收木材或可利用素材等可燃無害之低成本材料去製作。同理也應用在對於處理比較低階的人為核廢料、核廢水之銷毀應用上,只要將這些核廢料封裝好塞進衛星火箭的儲存艙內,然後一同墜落燃盡在大氣層上空即可。

由高空平台所拋射出的衛星,甚至還可延伸到捕捉危害地球的太空隕石上,只要能觀測到確定有將行經至地球必經路線之太空軌道上的隕石,我們只需要在隕石所經過的路線上,讓大量拋射出去的補捉衛星,開始依照電腦的高度運算定位串聯組成2D網狀之捕捉結構。當太空隕石一旦落入網狀結構體內,所有的串聯衛星將面積性包覆住隕石,並朝遠離地球的方向去噴射火箭燃盡所有燃料或引爆機體內的核彈,來強迫隕石轉向,使隕石發生運動方向的偏移狀況!對該項計畫的內容,需要依照隕石的大小結構,去作適度調整分佈範圍及衛星串聯之組裝連結步驟,和拋射至太空後之計算距離,甚至所有動員的前置準備。

未來科技產業在輕太空時代的迅速發展下,預估將使氦、稀土的需求成為熱門搶手貨,這將使人類對月球之氦-3、氦-4及稀土礦業的開發更為積極及刺激了對太空探險上的一股新動力。且在未來輕太空時代的戴森球結構理念下,「大電力時代」將會來臨,全世界在電力供應上將能大幅度成長,這能使高耗能的AI運算技術獲得空前突破,也使太空船發射升空將不再受限於任何傳統的化學燃料,只需要使用大量的電力在核聚變反應爐內提供氦-3當燃料做無中子融合反應,在脈衝電漿推進器中產生太陽風動能,就能在真空的宇宙中有足夠的推進動力,這足以驅使太空船火箭持續著飛往遙遠外太空的過程,因為在外太空的漫長旅程航道上,剩下的也只有船體運動對星球引力及慣性牽引作用力而已。

「大電力時代」:世界大國開始重視對於自身本土如半導體產業、核融合科技、人工智慧AI運算等高耗能的投資發展,這會使全球各國的境內電力更難以去負荷如此龐大電能的能源缺口,而該國越加大去燃氣燒碳或核能發電建設,就只是越讓該國在全球暖化及核污染議題上更難以承受。但輕太空太陽能是唯一一項具有滿足能無窮無盡提供大量電力供應的最佳選擇,在2021年碳追蹤倡議研究估計,當全球太陽能板鋪設面積達到45萬km2,約等同於一個加利福尼亞州大小,就能滿足現在全世界的總發電量,但如果達到兩個加利福尼亞州面積容量,那人類世界對電力的需求將不再匱乏!一旦人類文明在電力能源獲得了超越至今為止傳統的燃媒燒氣發電甚至核電發電時期之電量總額度時,全球將會邁入新太空文明之大電力時代的里程碑。

「全球共享電網」:對於全球電力及水資源共享上互利互助之無國界烏托邦的理想目標。全世界的電力供應上因為皆在其高空的浮空艇平台上,這能使得各生產地的發電和儲電量之載體具有高移動性特質,能夠迅速移往有需求或災難地區的臨時接收站去提供電力。而全球共享電網構思的延申也包含了可利用光電發電後,把豐富水資源地的水去分解為氫與氧,然後將氫氣裝入主要運氫燃料的子浮空艇上,再移動至有需求或乾旱缺水之地區接收站發電產生源源不斷的水資源給該地使用。特別要說明的是,在未來大電力時代下,其實氫儲能、氫移動、氫交換將會是人類生活的常態,例如在運氫的子浮空艇之應用上,因為氫本身就是浮空艇內部的氣體主要供應來源之一,所以一旦地面接收站若遇到天災人禍、戰爭導致無法順利接收電力時,接收站是能夠直接將所有的浮艇內的氫氣全先拿來轉化為電及水。因為浮空艇本身就是一個最佳的天然儲能裝置,就算把裏面的氫都發電用光,只要再等著新的電力重新補充回氫氣就好了。(圖片翻攝畫面示意圖)

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