青云
在茫茫的太空中,幾年之后很可能將盛開一朵朵“太空之花”。它們就像是太空中的向日葵,始終迎著灼熱的太陽,收集著來自太陽的光和熱。這些“太空之花”并非奇異的外星生物,而是美國研究人員正在研制的新型衛星,它們可將收集來的太陽能輸送到地球上為人們使用。
在地表利用太陽能,會遇到夜晚和陰雨天的麻煩。然而,如果遠離地球大氣層,進入沒有遮擋的太空中,就可以一天24小時都能接受到陽光的照耀了。基于這個原因,不少科學家多年來致力于太空太陽能的研究,希望有一天人類能夠高效收集太陽能。最近,美國國家航空航天局的研究人員表示,他們設計出一種特別的衛星,可以發射到太空中,高效收集太陽能。
負責這項研究的是太空太陽能專家約翰·曼金斯,新設計的太陽能發電衛星被稱為“太空之花”。這款衛星看上去像是一朵盛開的喇叭花,也像是一只漂亮的高腳酒杯。“太空之花”的正式名稱是“隨機性大型相位陣列太陽能衛星”,英文簡稱是SPS—ALPHA。這款太空太陽能發電產品其實不是一顆大衛星,而是一組小衛星。這些衛星按照合理的組合排列在太空中,形成漂亮的“太空花園”。每顆“太陽之花”不是很大,直徑約10米,質量預計為50~200千克。
“太空之花”的“花朵”由成千上萬個可控的高分子薄膜鏡組成,鏡面會根據太陽的方位改變方向。“花朵”上的鏡子負責收集陽光,然后全部反射到“花托”部位的圓盤狀發電系統上。圓盤的正面是高效太陽能光伏電池板,可以把鏡子反射的陽光轉化為電能。根據發電陣列中“花朵”數量的差異,發電功率也有所不同。每朵“太空之花”可以產生數十千瓦的電能,一組太空太陽能發電陣列則可產生數萬千瓦乃至數億千瓦的電能,效率非常高。
在“太空之花”圓盤狀發電系統的背面,也就是向著地球的一面,安裝有多個微波發射器,可以把電能轉化為高能微波,并發射給地面上的接收站。接收站可把微波再次轉化為電能,然后傳輸給千家萬戶。
在未來的外星探測,尤其是近十年內就可能實施的火星探測過程中,如何為太空飛行器“加油”一直是個大問題。研究人員表示,“太空之花”可以用于解決這個難題。“太空之花”除了用于把太陽能傳輸到地面外,還可用作“太空加油站”,為附近或路過的一些太空探測器提供能源。按照研究人員的設想,“太空之花”可以根據需要密布在太空的不同位置,甚至可以發射到其他星球附近,做為星際飛行器的“加油站”。
美國研究人員正在加緊研制“太空之花”,他們希望在2016年就開始在近地軌道建設太空太陽能發電站,并在25年內完全建成。一些太陽能專家表示,“太陽之花”的可行性較高,如果它能按照計劃的時間表投產,很可能是世界上首款太空太陽能發電產品。