【教評 航天教室】上太空建發電站 為超算AI提供能源

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