同步衛星將電力從太空發至地球

同步衛星將電力從太空發至地球

    據美國生活科學網報道，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。

    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星計劃，邁出了從夢想到現實的第一步。

    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，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。”目前，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。”美國國家航天學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

    據史密斯介紹，將目光投向太空的優勢在于，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。最早提出太陽能衛星計劃是在1968年，但據初步估計，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。”地面太陽能電站的成本是每千瓦時30美分左右。不過，在霍普金斯看來，這仍舊太高了，他認為，發電成本會繼續降下來，尤其是在相關開發資金源源不斷注入的情況下。

    由五角大樓發布的報告提供了一個發展規劃，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。霍普金斯表示，美國宇航局將這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。他說：“在為這一項目找到歸屬的問題上，存在官僚作風。”

    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機構(JAXA)一直為本國的空間太陽能電站系統(SSPS)提供穩定支持。目標是在2030年前向太空發射一顆對地靜止衛星，這顆衛星將為地球上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機構高級任務研究小組項目經理佐佐木(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模或規模更大的接收天線。

    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換為紅外線激光束。佐佐木說，這一選擇的優勢在于，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星絕對不會用作武器系統。相反，微波傳輸強度很低，不會造成危險。霍普金斯說，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。”

    史密斯說，微波或激光都在美國空軍項目的考慮范圍之內，這一項目于本月初在國際空間開發大會上公布。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)的衛星放射到低地軌道。這顆衛星或會搭個“順風車”，同另一個任務一起發射，使用充氣式太陽能電池板。史密斯希望衛星能于2010年發射：“我們想要這個項目早日運轉起來。”(孝文）