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十億倍。早在1968年，美國科學家彼得·格拉就首先提出了建造空間太陽能電站的構想。2012年，英國斯特拉斯克萊德大學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送至地面，為軍事設施或者大小城市提供能量。

保羅·杰斐博士領導的團隊現在已設計建造出兩種捕捉并傳輸太陽能的模塊類型，并且在模擬太空環境的真空狀態下進行了測試。

第一種模塊類型采用“三明治”結構，所有的電子零件由兩塊方形的太陽能板夾住。當頂側的太陽能發電面板吸收陽光后，中間的零件便會將太陽能轉化成無線電波頻，透過底板天線向地面目標傳輸能量。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1千米的人造衛星。

第二種模塊類型為“梯級”模塊，當結構打開之后，頂層的太陽能發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星，為地球供電。

這一頗具創意的設想被認為科幻色彩濃重，距離實現還有一定的距離。

“月球環”向地球輸送能量

科學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”，向地球輸送能量。

所謂“月球環”，就是環繞月球1.1萬千米的赤道鋪設一條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送回地球，在地面接收站轉化為電能。地球上的太陽能發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電。

科學家認為，2035年將是“月球環”合適的開工時間，因為到那時與“月球環”相關的技術會日臻完善，有足夠的太空基礎設施來支持這一項目。根據設計要求，隨著“月球環”繞地球運行且地球本身在自轉，國際接收站可以將大量接收到的月球太陽能傳遞給電網。

如果一切順利，月球將變成一個巨型的“空間（太陽能）站”，環月球太陽能發電廠可以連續不斷向地球輸送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”將給地球和人類帶來永久共存，成功繁榮。

目前，“月球環”還僅僅是個概念，離實現還“遙不可及”。然而，有夢想才有動力，環月球太陽能發電廠成為現實，也許比我們預想的要早。endprint