| 2023年世界十大科技進展新聞 |
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| 衛(wèi)星首次成功向地球傳送太陽能 證明天基能源可信性 |
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加州理工學(xué)院研究人員探測到來自太空的微量微波束 圖片來源：ALI HAJIMIRI
2023年6月1日，美國加州理工學(xué)院宣布，1月發(fā)射的一顆衛(wèi)星已將微波束的能量導(dǎo)向太空中的目標，甚至還將一部分能量發(fā)送到地球的探測器上。該項目聯(lián)合主任、加州理工學(xué)院電氣工程師Ali Hajimiri指出：“這次的實驗是一次概念驗證，它表明了整個系統(tǒng)能夠做什么。”
長期以來，可靠性一直是太空太陽能發(fā)電面臨的挑戰(zhàn)。為了產(chǎn)生與典型的燃煤或核電站一樣多的電力，衛(wèi)星需要覆蓋方圓數(shù)公里的收集區(qū)域，需要數(shù)百次發(fā)射和在軌組裝。美國國家航空航天局在20世紀70年代能源危機期間策劃了一次任務(wù)，但以當(dāng)時的技術(shù)，這項由航天飛機搭載衛(wèi)星升空并由宇航員組裝的任務(wù)將耗資1萬億美元。從那以后，就很少有人提及了。
如今，太空發(fā)生了變化。太陽能電池和微波光束更便宜、更高效。組裝機器人將很快進入軌道，SpaceX等公司已經(jīng)大幅削減了發(fā)射成本。歐洲航天局和英國政府委托有關(guān)機構(gòu)進行的研究表明，大型軌道發(fā)電機很快就能以與地面核電站相當(dāng)?shù)某杀景l(fā)電。
該任務(wù)旨在更進一步開發(fā)輕便、廉價和靈活的部件。微波發(fā)射器是一個由32個平面天線組成的陣列，排列在比餐盤稍大的表面上。通過改變發(fā)送到不同天線的信號的時間，研究人員可以控制陣列的波束。他們把它對準一對微波接收器，然后隨意將光束從一個接收器切換到另一個接收器，并點亮每個接收器上的LED。微波發(fā)射器的發(fā)射功率很小，只有200毫瓦，比手機攝像頭的光還暗。但該團隊仍然能夠?qū)⑽⒉ㄊ虻厍颍⒂媒邮掌魈綔y到它。
作為一種清潔、可再生的能源技術(shù)，天基太陽能利用技術(shù)被認為是實現(xiàn)零碳排放的可靠途徑。■
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2024年2月刊 封面)