2025年11月19日,兩位走在科技前沿的人物——馬斯克(Elon Musk)與黃仁勳(Jensen Huang),罕見地在沙特阿拉伯進行了半小時的對談。在最後十分鐘,馬斯克提出了「太空AI」的概念,他說:「未來的AI戰場根本不在地球,會在太空!」難道是因為AI機器人與晶片被搬到太空生產嗎?
為什麼馬斯克會這樣說呢?這就要說到AI發展的關鍵設備:超級電腦。一部約2噸重的超級電腦,可能有多達1.95噸的部分是用於冷卻與供電(此為假設性比例,實際比例依系統設計而異)。
在地球上,冷卻與供電是兩大挑戰;然而在低溫的太空中,運轉產熱的超級電腦可透過輻射散熱,成本可大幅降低。至於供電問題,超級電腦需要大量電力持續運算,若能在太空建立太陽能發電站,接收源源不絕的太陽能,便不必擔心電力匱乏。
理論上似乎可行,不過,在太空中建造發電站並不容易。假設選址在月球,首先須解決登月與建設問題;此外,月球也會自轉,並非時刻都能受到太陽照射。有科學家認為,太空發電站可建在太空軌道上,但仍困難重重:材料運送、無重力環境建造、太陽能板的材質、發電站的維護與管理……
「太空三峽大壩」
目前,已有不少科技公司投入太空發電研究,他們如何解決這些問題呢?
美國一間太空太陽能公司,計劃以多顆小型低軌衛星接收太陽能,再透過紅外線傳回地球各地的接收站;一間由英國與冰島合作的能源公司,則計劃於2030年前在太空建造大型太陽能板,持續收集太陽能,並將能量轉為無線電波傳至冰島地面接收站,初期發電量約為30兆瓦,估計可供應約1,500至3,000戶家庭用電。
中國的太空發電發展也十分積極。據媒體報道,2025年3月4日,中國太空發電試驗衛星成功實現電能傳輸,將太陽能轉為電能,並以微波形式穩定傳至地面接收站。未來計劃從離地約36,000公里的地球靜止軌道上,透過微波將太陽能傳回地球。整體太陽能電池陣列寬度預計達1公里,因此被喻為「太空三峽大壩」。
據稱,新一代太空太陽能發電站一年收集的能量,相當於地球開採一年石油所轉換的能量,發電效率理想估計約為地面太陽能發電的十倍。按目前規劃,中國首批發電模組預計於2026年後由長征九號運載火箭發射入軌,目標在2028年完成太空電站建造,並於2035年左右實現示範應用。
總括來說,傳送太空電力主要有兩種方式:
一是以激光發射,由於能量集中,只需建立小型接收站,但激光易被大氣層吸收與散射,且接收站規模小,需大量布建才能實現大規模供電;二是使用特定頻率的微波傳送,即在固定軌道上設置大型太陽能板,與地球同步運行,再以微波將電力傳回地面接收站。
微波傳送的優點是大氣衰減較少,且只需少數大型接收站,缺點則是微波傳播會擴散,因此需要數公里規模的接收天線才能有效收集能量。
太陽能是取之不盡的清潔能源,目前人類僅接收太陽總輻射能量的約二十億分之一。在地面,太陽能受大氣吸收、雲層遮擋及日夜限制,收集效率與時間均受影響;太空發電則能持續接收太陽能,且不受天氣與晝夜影響,對能源密集型應用如AI發展具有相輔相成之潛力,可望成為未來科技發展的重要方向之一。
●蔡世鴻校長 中華基督教會協和小學(長沙灣)校長,教育評議會、航天教育學校聯網主席

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