被列為“未來七大工程奇跡”之一的空間太陽能提出于上世紀(jì)70年代，但其發(fā)展一直遭受昂貴成本的阻礙。3D打印的出現(xiàn)能很好的縮減空間太陽能的成本，讓空間太陽能商用從夢(mèng)境照進(jìn)現(xiàn)實(shí)中。

太陽能成為全世界關(guān)注焦點(diǎn)

在陽光充足的地球靜止軌道上，每平方米太陽能能產(chǎn)生1336瓦熱量。如果在這一區(qū)域部署一條寬度為1000米的太陽能電池陣環(huán)帶，假定其轉(zhuǎn)換效率為100%,那么，它在一年中接收到的太陽輻射通量差不多等于目前地球上已知可開采石油儲(chǔ)量所包含能量的總和。在這個(gè)綠色新能源時(shí)代，世界各國(guó)紛紛把焦點(diǎn)鎖定在太陽能領(lǐng)域。

早在1968年，美國(guó)科學(xué)家彼得·格拉賽就提出了空間太陽能電站的原型，是一個(gè)太陽能發(fā)電衛(wèi)星（SPS），由大型聚光面鏡、大面積太陽能電池陣和微波發(fā)射器等組成。隨后美國(guó)航空航天局投入大量經(jīng)費(fèi)，并做出了1979年SPS基準(zhǔn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由60個(gè)5吉瓦的衛(wèi)星組成，設(shè)計(jì)容量共300吉瓦，可滿足美國(guó)三分之二的電力需求。除了美國(guó)，日本和歐盟也相繼展開對(duì)太陽能領(lǐng)域的探索。2009年，日本宣布以三菱公司為主的集團(tuán)將在2030～2040年間建設(shè)世界第一個(gè)吉瓦級(jí)商業(yè)SPS系統(tǒng)，總投資額將超過200億美元。而歐盟則提出了“太陽帆塔”計(jì)劃。中國(guó)也不甘落后，從2011年起啟動(dòng)對(duì)空間太陽能電站關(guān)鍵技術(shù)的研究，計(jì)劃在2030年發(fā)射空間太陽能電站的“測(cè)試版”系統(tǒng)，并在2050年實(shí)現(xiàn)商用。但這些涉及空間太陽能領(lǐng)域的國(guó)家在探索過程中，都遇到一個(gè)共同的強(qiáng)敵——成本。

成本成為發(fā)展天空太陽能強(qiáng)敵

成本問題已經(jīng)是制約空間太陽能電站發(fā)展更主要的因素。歷史上，美國(guó)在該領(lǐng)域數(shù)次折戟，都與預(yù)算太高有關(guān)。包括日本在內(nèi)的多國(guó)科學(xué)家都在認(rèn)真研究空間太陽能，但成本問題始終是阻礙這一技術(shù)向前發(fā)展并推廣至商用階段的障礙。據(jù)中國(guó)國(guó)內(nèi)有關(guān)專家估算，建設(shè)一個(gè)空間太陽能發(fā)電站需要耗資3000億至1萬億美元。以一個(gè)1吉瓦量級(jí)的空間太陽能電站為例，假設(shè)壽命為30年，總發(fā)電量大約為2400億千瓦時(shí)，以目前的地面太陽能電價(jià)計(jì)算，其所獲得的收益不超過400億美元。

3D打印成為空間太陽能技術(shù)發(fā)展新拐點(diǎn)

3D打印近些年發(fā)展迅速，態(tài)勢(shì)喜人。美國(guó)國(guó)家航空航天局將3D打印技術(shù)帶入航空領(lǐng)域，只要把3D打印機(jī)送入太空，直接在空間軌道上生產(chǎn)太陽能電池板，將大幅壓低成本。不僅如此，飛行器裝載量也將減少10倍，重量減少50%-80%，令運(yùn)輸成本也大幅下降，這將為空間太陽能創(chuàng)造前所未有的性價(jià)比。

3D打印的出現(xiàn)和應(yīng)用同空間太陽能發(fā)展完美的融合，美國(guó)國(guó)家航空航天局方面表示，目前已對(duì)SpiderFab3D機(jī)器人打印機(jī)提供了投資，預(yù)計(jì)再過3至5年就可以被送入太空。

人類探索太空的步伐越走越遠(yuǎn)，3D打印機(jī)的出現(xiàn)更是成為全球空間太陽能技術(shù)發(fā)展的拐點(diǎn)，讓空間太陽能商用成為可能?；蛟S未來的空間太陽能電站，不僅可以設(shè)在地球靜止軌道上，也可以設(shè)置在太空中的其他地方，作為人類太空飛行器的中途能源補(bǔ)給站。