美國國家航空航天局的一位藝術家在1999年繪制的軌道太陽能發(fā)電場。像許多其他太空太陽能設計一樣，該設施需要許多連接部件，這意味著發(fā)射成本將非常高昂

　　新浪科技訊 北京時間8月23日消息，據國外媒體報道，1941年，著名科幻作家艾薩克·阿西莫夫發(fā)表了短篇小說《推理》（Reason）。這是一個關于機器人和人工智能的警示故事，其奇特的背景設定至今仍被人津津樂道，那就是一個能收集太陽能，并通過微波向行星傳遞能量的空間站。在這篇作品之后，基于太空的太陽能利用就成為一個長盛不衰的新奇想法。如果人類能夠掌握這項技術并籌集資金將之實現(xiàn)，人類世界就有可能因此改變。

　　唐納德·布倫是美國最富有的房地產開發(fā)商之一，也閱讀了一些關于太陽能的書，他有能力為這一項目提供資金上的幫助。加州理工學院已經于近日宣布，自2013年以來，唐納德·布倫和他的妻子布麗吉特已經向該校捐贈了1億多美元，助力軌道光伏發(fā)電的實現(xiàn)。

　　這項宏偉的工程將需要一大筆錢，而且更重要的是，相關的工作已經進行了十多年。加州理工學院的一個團隊計劃在2022年底或2023年首次發(fā)射一個測試陣列。

　　高地球軌道是建造太陽能發(fā)電場的好地方，因為這里太陽永遠不會落下，永遠不會有遮蔽的云層。然而，為了產生大量的電力，以往的大多數(shù)設計都是不切實際的，不僅規(guī)模龐大，而且成本高昂，是當前人類社會負擔不起的。在工程師們的描繪中，有巨大的桁架結構，通常長達數(shù)公里；光伏板或鏡子安裝在桁架上，吸收或集中陽光，將光能轉化成直流電，然后通過激光或微波光束傳輸?shù)降孛?。建造這樣一個裝置可能需要數(shù)百次火箭發(fā)射。在很多人看來，這注定是一項因為規(guī)模太大而無法成功的技術。

　　真正需要做的是技術上的范式轉換，我們談論的不是每平方米1公斤的重量，而是今天就可以制造的、每平方米只有100到200克的系統(tǒng)。這個項目的技術路線圖希望能將這個范圍降至每平方米10到20克。

　　那么，這個路線圖如何實現(xiàn)？當然不可能一蹴而就，但我們可以改變思路，或許最大的改變就是制造模塊化的太陽能電池板。輕質的砷化鎵光電池將被連接到“瓦片”——由加州理工學院設計的太陽能板基本單元——每塊“瓦片”可能只有100平方厘米大小，相當于一個甜點盤。

　　關鍵在于，每塊“瓦片”本身就是一個微型太陽能發(fā)電站，配有光伏裝置、微型電子元件和微波發(fā)射器。所有“瓦片”將連接在一起，形成更大的“模塊”，面積或許能達到60平方米。數(shù)千個模塊將形成一個六邊形發(fā)電站，每條邊3公里長。這些模塊之間甚至沒有物理連接，沒有沉重的支撐梁和捆綁的電纜，質量也更少。

　　你可以把它想象成一群魚，就像一大群相同的獨立元素在編隊飛行。接下來，向地面接收器的能量傳輸將通過同步的相控陣微波信號來實現(xiàn)，這樣它們就可以在沒有移動部件的情況下進行瞄準。這種傳輸本質上是安全的，因為微波能量不是電離輻射，其能量密度將“等于陽光中的功率密度”。

　　實現(xiàn)太空太陽能發(fā)電可能還需要幾年的時間。美國航空航天公司空間政策和戰(zhàn)略中心的分析師警告稱，這“不會是一個快速、簡單或全面的解決方案”。從互聯(lián)網衛(wèi)星到重返月球和登陸火星的計劃，太空發(fā)射的成本正逐步下降，而新的航天器也不斷升空，地面電網可能不是太陽能衛(wèi)星的第一批用戶，對此更有需求的將是其他太空飛行器，畢竟從環(huán)繞軌道的太陽能發(fā)電場接收微波束將比擁有自己的太陽能電池板更加實用。

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