在太空中制作太阳能发电场能完成吗？

1941年，闻名科幻作家艾萨克·阿西莫夫宣告了短篇小说《推理》（Reason）。这是一个关于机器人和人工智能的警示故事，其独特的布景设定至今仍被人津津有味，那便是一个能搜集太阳能，并经过微波向行星传递能量的空间站。

美国国家航空航天局的一位艺术家在1999年制作的轨迹太阳能发电场。像许多其他太空太阳能规划相同，该设备需求许多衔接部件，这意味着发射本钱将十分昂扬

在这篇著作之后，根据太空的太阳能使用就成为一个长盛不衰的别致主意。假如人类能够把握这项技能并筹集资金将之完成，人类国际就有或许因而改动。

唐纳德·布伦是美国最富有的房地产开发商之一，也阅读了一些关于太阳能的书，他有才能为这一项目供给资金上的协助。加州理工学院现已于近来宣告，自2013年以来，唐纳德·布伦和他的妻子布丽吉特现已向该校捐献了1亿多美元，助力轨迹光伏发电的完成。

这项雄伟的工程将需求一大笔钱，并且更重要的是，相关的作业现已进行了十多年。加州理工学院的一个团队方案在2022年末或2023年初次发射一个测验阵列。

高地球轨迹是制作太阳能发电场的好地方，由于这儿太阳永久不会落下，永久不会有遮盖的云层。但是，为了发生很多的电力，以往的大多数规划都是不切实际的，不只规划巨大，并且本钱昂扬，是当时人类社会负担不起的。在工程师们的描绘中，有巨大的桁架结构，一般长达数公里；光伏板或镜子安装在桁架上，吸收或会集阳光，将光能转化成直流电，然后经过激光或微波光束传输到地上。制作这样一个设备或许需求数百次火箭发射。在很多人看来，这注定是一项由于规划太大而无法成功的技能。

真实需求做的是技能上的范式转化，咱们议论的不是每平方米1公斤的分量，而是今日就能够制作的、每平方米只要100到200克的体系。这个项目的技能路线图期望能将这个规模降至每平方米10到20克。

那么，这个路线图怎么完成？当然不或许一蹴即至，但咱们能够改动思路，或许最大的改动便是制作模块化的太阳能电池板。轻质的砷化镓光电池将被衔接到“瓦片”——由加州理工学院规划的太阳能板根本单元——每块“瓦片”或许只要100平方厘米巨细，相当于一个甜点盘。

关键在于，每块“瓦片”自身便是一个微型太阳能发电站，配有光伏设备、微型电子元件和微波发射器。一切“瓦片”将衔接在一起，构成更大的“模块”，面积或许能到达60平方米。数千个模块将构成一个六边形发电站，每条边3公里长。这些模块之间乃至没有物理衔接，没有沉重的支撑梁和绑缚的电缆，质量也更少。

你能够把它幻想成一群鱼，就像一大群相同的独立元素在编队飞翔。接下来，向地上接纳器的能量传输将经过同步的相控阵微波信号来完成，这样它们就能够在没有移动部件的情况下进行瞄准。这种传输本质上是安全的，由于微波能量不是电离辐射，其能量密度将“等于阳光中的功率密度”。

完成太空太阳能发电或许还需求几年的时刻。美国航空航天公司空间方针和战略中心的分析师正告称，这“不会是一个快速、简略或全面的解决方案”。从互联网卫星到重返月球和登陆火星的方案，太空发射的本钱正逐渐下降，而新的航天器也不断升空，地上电网或许不是太阳能卫星的第一批用户，对此更有需求的将是其他太空飞翔器，究竟从盘绕轨迹的太阳能发电场接纳微波束将比具有自己的太阳能电池板愈加有用。