戴森球计划：太阳帆发射指南

作者：NGA-irisphia

电磁轨道弹射器的约束条件其实并不多：

1：电磁轨道弹射器的仰角在5°-60°之间时可以发射太阳帆。(游戏设定)

2-1：每个行星日，每个电磁轨道弹射器，都会存在一个角度α，设角度α为：当日最高仰角。

2-2：以电磁轨道弹射器(或者说行星)为观测点，游戏中的戴森云的2D投射是大的出奇椭圆形，而不是真实地理中将太阳近似成一个点的情况。在游戏中，当日最高仰角的最主要决定因素是戴森云的射击目标点。(划重点)

2-3：当日最高仰角α>60°，则达到当日最大发射量。当日最高仰角<60°，每少1°就缺1°的当日发射量，示意图如下：

3：理想的最优解是，每天的最大仰角α都等于60°。现实情况是，当日最大仰角α的影响因素，最大的是戴森云的现射击目标点，其次是地轴倾角、纬度。

这是我游戏中刚刚截图，讨论恒星行星的太阳直射角，对于研究发射太阳帆之间的仰角(黄色虚线)，作用微乎其微。。。。

结论：

应保持每个当日最大仰角都α尽量大于60°，以保证每日最大发射量。

所以，电磁轨道弹射器越接近赤道，通常当日最高仰角α越高，如图1，日总发射量越好。

跳过1级文明戴森球初步，中国千米航天器准备中，“十四五”走起

跳过1级文明，戴森球初步，中国千米航天器准备中，有军事应用潜力，“十四五”走起

我国国家自然科学基金委员会发布了“十四五”的重大项目指南，其中有“超大型航天结构空间组装动力学与控制”，建造尺寸达到千米级的超大型航天器。

当然，这种航天器的最大用途就是作为太空发电站。

人类文明的进步线路之一，是围绕着能源升级进行。封建社会利用牲畜的能量，牛马拉车；工业社会前期使用化石能源，后期使用核能和聚变能。

一级文明的定义是人类迈过核聚变的门槛。

但是从本质上来说，核聚变只是一个发出热量的火炉，要把热能转化成电能才能够被人类所利用，在这之前要把热能转化为机械能，免不了又要用锅炉去烧开水。

核聚变成功只解决了无限燃料问题，从能源的转化形式上来说，和烧煤没有什么区别。

离开地球，进入外太空是克服人类社会内卷的必需途径。国际空间站以及中国天和空间站，都使用太阳能作为能量来源。

那么能不能使用核能作为空间站的能源呢？

民用核电站体积庞大，用于太空没有可能性。所以我们这里选了最小的核电站，也就是潜艇上用的那种紧凑型的反应堆。

前苏联的阿尔法级核潜艇，水面排水量2700吨，水下排水量有3800吨左右。

该潜艇的核反应堆虽然不是聚变反应堆，但是是一个紧凑型的金属冷却剂的反应堆，用铅/铋合金作为冷却剂，不包括屏蔽层，整体重量只有100吨左右，热功率为15万千瓦，驱动3万千瓦的汽轮机。

这么重的核反应堆，使用长征五号是无法发射入轨的，必须使用中国还在研制的长征九号运载火箭才能发射入轨。

而且，这还是不包括汽轮机、发电机的重量。

在太空中组装一个100吨重的裂变反应堆，可能还需要200吨的铅发射上去。

同时汽轮机需要水才能工作，而水在太空中是非常宝贵的，连航天员喝的水，都是再利用循环水。

除此以外，太空核电站正常运行，还有一个地面不会遇到的问题：相关的转动部件都会有转动惯量，包括核电站的主泵、汽轮机以及发电机。

要让核电站在太空中维持正常的姿态，就必须使用巨大的陀螺稳定器。我国天河号太空舱上使用的6个陀螺，总重量超过一吨。

而在太空核电站上使用的陀螺，重量可能和核电站核反应堆的重量相当。

使用地球上能够找到的最紧凑设备，建造的太空核电站的最小重量也会超过800吨。

这些设备在地面上必须分割成模块，然后发射到太空，由航天员现场组装。

国际空间站建成花了12年，组建一个太空核电站，可能花费的时间也与此类似。

所以从可行性的角度上来说，除非人类有了反重力飞行器，能够让10万吨的航空母舰飞入太空，否则在太空中建造核电站是非常不合算的。

在目前技术条件下，使用化学火箭进入外太空，建造巨大的空间站和太空城市所需要的电力，唯一可能是使用太阳能电池。

在地面一平方米太阳能电池板的电功率是一百五十瓦。

我国目前最大的地面光伏电站位于青海省共和县塔拉滩，面积600平方公里，光伏电池的总功率为1,200万千瓦。

原来塔拉滩是一个光秃秃的不毛之地，由于光伏电池遮蔽了阳光，地面的光照下降了30%，减少了水量的蒸发，清洗光伏电池用的水滴到地下，让整个戈壁滩长满了碧绿的青草。草长得太高影响了光伏电池，又在光伏电站内养羊，控制草势。

我国全国电站总的装机容量是20亿千瓦，从理论上说12万平方公里的戈壁滩铺满光伏电池，就可以满足全国用电量。

光伏发电是很有潜力，因为太阳的热功率实在巨大，而且还会稳定的燃烧50亿年。

科学家提出的戴森球、戴森环设想，就是环绕在太阳周围充分利用太阳能，本质上也是把光能转化为电能。

在现阶段，把整个太阳周围都围一圈还是相当困难的。但把太阳能发电站发射到地球轨道上空，是可以实现的。

太空中没有云层阻挡，光照更强烈，电站的发电效率至少是地面电站的两倍。举升到足够高的高度，到地球同步轨道上，那里没有白天黑夜，24小时都可以发电。

而且太空中没有灰尘，所以不用像地面上那样频繁的清洗光伏电池的面板。

对比于核电站来说，太空光伏电站没有转动部件，姿态控制容易，组装很方便，而且几乎不需要检修维护。

我国首个太空电站，6月18号在重庆鹤壁开始建设。当然，这个所谓的太空电站只是一个地面接收站，而发电装置要在同步轨道上完成。

太空中产生的电力如何能传到地面上呢？这就需要一种微波传送装置。

现在手机用无线充电，就是用微波传送电力，在技术上没有任何难度。

实际实施的时候，可能会考虑到云层阻挡引起微波的损失，以及传送微波可能会对周围的环境造成一定的影响。

目前鹤壁的太空电站是为了将来建设更大的太空电站，进行前期的技术验证。

地球轨道的太空电站，可以认为人类的初级戴森球，而且可以验证把太阳包起来的戴森球到底是否可行。

太空电站成功，可以给核聚变的研发留下充分的时间。

关于这个问题，大家可能想到微波炉就是通过微波加热食物的。但是加热食物的波长需要在一个特定的范围之内，才能够让分子产生热运动，实际上是让水分子产生震动加热食物。

如果向地面传输微波，避开某些敏感的波长，可以把对鸟、飞机的影响降到最小。

实际上飞过可能还是会有一定的影响，所以这个区域必须仔细的选择，经过实际验证才可以评估。

如果作为间歇性的脉冲高功率辐射发射器，微波武器可以摧毁任何没有电磁屏蔽的电子元件。

虽然微波频段范围从 300 MHz 到 300 GHz，但现有的高功率微波系统在 500 MHz 到 3 GHz 范围内运行。由于其对人类的影响，正在研究开发 100 GHz 频率附近的非致命武器。由于这些微波武器在其操作中使用更高的能量并以定向方式用于其操作，因此它们被称为定向能武器。

只要微波的辐射功率超过100千瓦每平方米的时候，就可以无差别的杀伤任何装甲车内部的人员。

高功率微波武器系统的优点：光速运行，因此可在几秒钟内对被照射物体产生影响；不容易受天气和大气条件的影响；对大面积目标有效，这取决于波束发散度、发射功率和与目标的距离。

所以，太空电站是一个民用目标，但具有巨大潜在军事应用价值。

由于中国航天取得了巨大的进步，最近NASA局长表示愿意和中国航天进行合作。但是实际上，这个大门是美国自己关闭的，美国众议院通过了《沃尔夫法案》，该法案要求禁止美国航天局和中国有任何的合作项目。

美国对于中国航天追赶的脚步，已经有了芒刺在背的感觉。