同步衛(wèi)星將電力從太空發(fā)至地球
同步衛(wèi)星將電力從太空發(fā)至地球
據(jù)美國生活科學網(wǎng)報道，早在40年前，就有人提出過將太陽能電池板置于太空，即便是在夜晚或陰云密布的天氣，它們都能照常發(fā)電的美好設想。不過，鑒于初估成本實在高得驚人，這一構想并未付諸實踐。但根據(jù)美國五角大樓日前公布的一份報告，美國空軍似乎有意建造世界上第一個空間太陽能系統(tǒng)。
欲點亮地球上每一盞燈
由于油價不斷攀升，以及太陽能技術發(fā)展迅速，這一設想近來又有卷土重來的跡象。來自美國國防部的一份報告稱，建立空間太陽能電站的構想無論在技術方面還是在經(jīng)濟方面都是可行的。為幫助證明這一觀點，美國空軍學院日前宣布了小型試驗衛(wèi)星計劃，邁出了從夢想到現(xiàn)實的第一步。
美國空軍的邁克爾·史密斯(Michael Smith)上校說：“我們的想法是建造世界上第一個空間太陽能系統(tǒng)，以此來點亮地球上每一盞燈，同時也希望借助于這一方式，點亮未來前進的道路?！蹦壳?，傳輸束(transmission beam)的類型尚未確定，但該項目也許可以借鑒日本獨立研究中的一些先進成果。日本一直致力于在研究兩項最有可能用來傳輸太陽能的技術：微波和激光。
太陽所釋放的能量相當于當前全球所消耗能量的10萬億倍。美國國家航天學會副主席馬克·霍普金斯(Mark Hopkins)說：“我們只需要開發(fā)其中一少部分，就足以應付我們當前和未來許多年的能源需求?！泵绹鴩液教鞂W會最近與其它非營利機構結盟，一起推動空間太陽能電站建設。
機器人技術大幅降低成本
據(jù)史密斯介紹，將目光投向太空的優(yōu)勢在于，太陽光是永恒不變的，同時強度是落于地球上的普通光的3至13倍。最早提出太陽能衛(wèi)星計劃是在1968年，但據(jù)初步估計，這種項目需要投入1萬億美元左右，造價之所以如此之高，很大程度是因為宇航員將必須留守在太空建造相應設備。如今，機器人可完成這項工作，將效率得到提高的太陽能電池以模塊方式的安裝完畢，成本比之前降低100倍。
霍普金斯說：“如果你決定以今天的技術實施這一計劃的話，那么就會覺得這同地面太陽能電站的成本沒什么兩樣?！钡孛嫣柲茈娬镜某杀臼敲壳邥r30美分左右。不過，在霍普金斯看來，這仍舊太高了，他認為，發(fā)電成本會繼續(xù)降下來，尤其是在相關開發(fā)資金源源不斷注入的情況下。
由五角大樓發(fā)布的報告提供了一個發(fā)展規(guī)劃，就未來10年如何投入100億美元建立一顆10兆瓦特試驗衛(wèi)星的情況進行了詳細說明。但是，這筆高昂投入來自哪方面還很難說?；羝战鹚贡硎荆绹詈骄謱⑦@一項目看作是能源利用，而美國能源部則將此看作是太空事業(yè)。他說：“在為這一項目找到歸屬的問題上，存在官僚作風?！?/font>
日本航天機構一馬當先
過去10年間，日本宇宙航空研究開發(fā)機構(JAXA)一直為本國的空間太陽能電站系統(tǒng)(SSPS)提供穩(wěn)定支持。目標是在2030年前向太空發(fā)射一顆對地靜止衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星將為地球上50萬戶家庭提供十億瓦特電能。目前，日本宇宙航空研究開發(fā)機構的研究人員將微波和激光看作是傳輸太陽能的可能選擇。
日本宇宙航空研究開發(fā)機構高級任務研究小組項目經(jīng)理佐佐木(Susumu Sasaki)表示：“由于微波傳輸技術依托于當前的通信衛(wèi)星，所以它更為先進。”但要是用聚焦光束傳輸大量太陽能，太空中的傳輸天線的直徑需達到2公里(約合1.2英里)左右。地球上也必須建造一條同等規(guī)?；蛞?guī)模更大的接收天線。
另一選擇就是使用激光。日本科學家正致力于金屬合金板的研究，金屬合金板能夠吸收太陽光，并可直接將太陽光轉(zhuǎn)換為紅外線激光束。佐佐木說，這一選擇的優(yōu)勢在于，激光所需的傳輸和接收設備是微波所需的設備十分之一。另外，激光不存在干擾通信衛(wèi)星的風險，使用微波卻存在這種問題。然而，激光不能像微波那樣可以闖過云層，所以說，如果使用激光，那么約半數(shù)的射束能量會中途喪失。
采用充氣式太陽能電池板
另一個問題是，激光束衛(wèi)星聽起像是一種武器，即便霍普金斯認為，絕對有辦法保證激光束衛(wèi)星絕對不會用作武器系統(tǒng)。相反，微波傳輸強度很低，不會造成危險?；羝战鹚拐f，一個人可以安全地走過目標光束擊中地面的位置，“你能感受到它的存在，但這種感覺就像陽光燦爛的日子里的一縷暖光?！?/font>
史密斯說，微波或激光都在美國空軍項目的考慮范圍之內(nèi)，這一項目于本月初在國際空間開發(fā)大會上公布。他說：“盡管我們的大樓距建成尚有一段距離，但我們已經(jīng)采用了新技術，令其成本更便宜，更易于操作，不久即將成真。”
他們計劃把一顆造價低于1000萬美元、重400磅(約合181公斤)的衛(wèi)星放射到低地軌道。這顆衛(wèi)星或會搭個“順風車”，同另一個任務一起發(fā)射，使用充氣式太陽能電池板。史密斯希望衛(wèi)星能于2010年發(fā)射：“我們想要這個項目早日運轉(zhuǎn)起來?！?孝文）
