地球上的太陽能電池板可以提供清潔的電力來源，但它們可能是景觀上的一個(gè)污點(diǎn)，而且在天黑的時(shí)候幾乎沒有用?，F(xiàn)在，美國加州理工學(xué)院的科學(xué)家提供了一個(gè)世界首創(chuàng)的解決方案，用航天器向地球傳送太陽能。

據(jù)報(bào)道，該項(xiàng)目由加州帕薩迪納市加州理工學(xué)院的太空太陽能項(xiàng)目（SSPP）領(lǐng)導(dǎo)，開發(fā)了一個(gè)名為MAPLE的航天器。MAPLE是“功率傳輸?shù)蛙壍缹?shí)驗(yàn)微波陣列”的簡(jiǎn)稱，它于今年1月3日從卡納維拉爾角搭乘火箭Transporter-6發(fā)射升空。

MAPLE從太空傳輸太陽能示意圖。

(資料圖片僅供參考)

MAPLE配備的太陽能電池板能夠承受“惡劣的太空環(huán)境”，包括劇烈的溫差和太陽輻射。

“太空太陽能”，是一個(gè)由科幻作家艾薩克·阿西莫夫在1941年提出的概念，有可能產(chǎn)生比地球表面任何位置的太陽能電池板多八倍的能量。

專家們希望它能為化石燃料，甚至是地?zé)?、風(fēng)能和核能等可再生能源提供一個(gè)更好的綠色替代。

加州理工學(xué)院電氣工程教授哈吉米里（Ali Hajimiri）表示，通過迄今為止進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)得到確認(rèn)，MAPLE可以成功地將電力傳輸給太空中的接收器。研究團(tuán)隊(duì)還能夠?qū)υ撽嚵羞M(jìn)行編程，使其能量指向地球。

據(jù)悉，地球上的太陽能電池板是由多個(gè)“太陽能電池”組成的，這是將來自太陽的輻射轉(zhuǎn)換成電能的小裝置。

自19世紀(jì)末以來，地球上一直存在著太陽能電池，目前產(chǎn)生了世界上約4%的電力，此外還為國際空間站提供電力。

但對(duì)該技術(shù)的批評(píng)者指出，在一年中大部分時(shí)間都是多云天氣的國家，如英國，它們往往無法工作。

該技術(shù)普遍存在的其他問題是，這些電池板占用了大量土地，可能會(huì)有礙觀瞻，而且往往是在可以騰出其他用途的綠地上。

加州理工學(xué)院的團(tuán)隊(duì)表示，MAPLE的發(fā)射器將太陽能轉(zhuǎn)換成可以傳輸?shù)降厍虻男问?，如激光或微波?/p>

發(fā)射器陣列可以將能量傳送到所需的地點(diǎn)，如地球上的接收站，再將電力輸送到國家電網(wǎng)。

正在太空工作的MAPLE航天器。

該團(tuán)隊(duì)表示，MAPLE由一個(gè)靈活的輕型微波功率發(fā)射器陣列組成，該陣列由使用低成本硅建造的電子芯片驅(qū)動(dòng)。

它們需要具有靈活性，以便能夠折疊成一個(gè)可以用火箭運(yùn)輸?shù)陌b，然后在進(jìn)入軌道后展開，就像美國宇航局（NASA）的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）一樣。

研究團(tuán)隊(duì)在校園樓頂上接收到MAPLE發(fā)射的太陽能。

MAPLE的發(fā)射能量被加州理工學(xué)院校園內(nèi)一棟大樓屋頂上的接收器檢測(cè)到。

專家們表示，接收到的信號(hào)出現(xiàn)在“預(yù)期的時(shí)間和頻率”，并且根據(jù)其從軌道上的旅行預(yù)測(cè)，有正確的頻率變化。

哈吉米里教授表示，從來沒有人在太空中演示過無線能量傳輸，研究團(tuán)隊(duì)正在用靈活的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)和自創(chuàng)的集成電路來做到這一點(diǎn)，這是世界首次。

專家們的終極設(shè)想是搭建一個(gè)“航天器星座”，從太空向地面?zhèn)鬏斕柲堋?/p>

據(jù)悉，專家們的終極設(shè)想是搭建一個(gè)“航天器星座”，收集陽光，將其轉(zhuǎn)化為電能，然后在需要的地方以無線方式長(zhǎng)距離傳輸電能，這可能對(duì)目前無法獲得可靠電力的地方特別重要。

目前還不清楚軌道上的MAPLE航天器是否將構(gòu)成這個(gè)“星座”的基礎(chǔ)。

根據(jù)加州理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)的說法，這項(xiàng)技術(shù)還沒有準(zhǔn)備好大規(guī)模采用，因?yàn)樘柲馨l(fā)電和傳輸需要重新考慮在太空中大規(guī)模使用。

太陽能電池板笨重，使得它們的發(fā)射成本很高，而且它們需要大量線路來傳輸電力。

哈吉米里教授的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在評(píng)估該系統(tǒng)中各個(gè)元素的性能，這是一個(gè)“艱苦的過程”，可能需要半年時(shí)間。

一旦完成，它將使該團(tuán)隊(duì)能夠整理出不正常的情況，并將其追溯到各個(gè)單元，為下一代系統(tǒng)提供參考方案。

據(jù)報(bào)道，英國政府也在研究在太空建造太陽能發(fā)電廠的可行性。

2020年，英國政府委托對(duì)這種太陽能發(fā)電站的概念進(jìn)行新的研究，作為滿足地球日益增長(zhǎng)的能源需求的一種方式。

文/南都記者 陳林

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