向太空要太陽能

李忠東

近400年來，人類一直在探索將太陽能作為能源和動力。

太空是收集太陽能的理想之地，擁有巨大優(yōu)勢。在太空中，可以在一天中的任何時刻收集太陽能，同時不會受到天氣條件的制約。如果能從太空直接收集太陽能，那么太陽能的可用量將是地球上的數(shù)十億倍。早在1968年，美國科學(xué)家彼得·格拉就首先提出了建造空間太陽能電站的構(gòu)想。2012年，英國斯特拉斯克萊德大學(xué)的研究人員在太空測試過一種裝置，可用于收集能量并以微波或者激光束的形式傳回地球。

機器人從太空收集太陽能

美國海軍日前公布了一項最新“從太空獲得能量束”的宏偉計劃。他們認(rèn)為，巨型太空太陽能模塊可以源源不斷地聚焦太陽能并且發(fā)送至地面，為軍事設(shè)施或者大小城市提供能量。

保羅·杰斐博士領(lǐng)導(dǎo)的團隊現(xiàn)在已設(shè)計建造出兩種捕捉并傳輸太陽能的模塊類型，并且在模擬太空環(huán)境的真空狀態(tài)下進行了測試。

第一種模塊類型采用“三明治”結(jié)構(gòu)，所有的電子零件由兩塊方形的太陽能板夾住。當(dāng)頂側(cè)的太陽能發(fā)電面板吸收陽光后，中間的零件便會將太陽能轉(zhuǎn)化成無線電波頻，透過底板天線向地面目標(biāo)傳輸能量。這種太陽能模塊將由機器人在太空中裝配，最終成為一顆直徑達1千米的人造衛(wèi)星。

第二種模塊類型為“梯級”模塊，當(dāng)結(jié)構(gòu)打開之后，頂層的太陽能發(fā)電面板和底板攤開之后呈“之”字形。這將使太陽能電池板在無需加熱的前提下，更有效地接收陽光的照射。機器人會在太空將多塊方形板砌成巨型衛(wèi)星，為地球供電。

這一頗具創(chuàng)意的設(shè)想被認(rèn)為科幻色彩濃重，距離實現(xiàn)還有一定的距離。

“月球環(huán)”向地球輸送能量

科學(xué)家在以長遠宏觀的角度討論太空和能量時，也將月球納入考慮的范圍。月球本身不發(fā)光也不透明，但能反射太陽光。除了偶爾的月食外，它的一個半球一直沐浴在陽光下，因此利用太陽能電池板產(chǎn)生能量是完全可行的。

一些國家的科研人員計劃建造“月球環(huán)”，向地球輸送能量。

所謂“月球環(huán)”，就是環(huán)繞月球1.1萬千米的赤道鋪設(shè)一條400千米寬的太陽能電池板帶。它能夠始終被太陽照射，把無碳能源以激光或微波傳輸方式不斷地發(fā)送回地球，在地面接收站轉(zhuǎn)化為電能。地球上的太陽能發(fā)電面臨天氣因素和光線因素兩個障礙，而這些在月球上恰恰都不存在，軌道太陽能電池板可以晝夜發(fā)電。

科學(xué)家認(rèn)為，2035年將是“月球環(huán)”合適的開工時間，因為到那時與“月球環(huán)”相關(guān)的技術(shù)會日臻完善，有足夠的太空基礎(chǔ)設(shè)施來支持這一項目。根據(jù)設(shè)計要求，隨著“月球環(huán)”繞地球運行且地球本身在自轉(zhuǎn)，國際接收站可以將大量接收到的月球太陽能傳遞給電網(wǎng)。

如果一切順利，月球?qū)⒆兂梢粋€巨型的“空間（太陽能）站”，環(huán)月球太陽能發(fā)電廠可以連續(xù)不斷向地球輸送1.3萬太瓦電能。用之不竭而且無污染的太陽能是終極的綠色能源，“月球環(huán)”將給地球和人類帶來永久共存，成功繁榮。

目前，“月球環(huán)”還僅僅是個概念，離實現(xiàn)還“遙不可及”。然而，有夢想才有動力，環(huán)月球太陽能發(fā)電廠成為現(xiàn)實，也許比我們預(yù)想的要早。endprint