在科技的發(fā)展道路上,離不開能源的助力,特別是再科技飛速發(fā)展的今天,而地球上的能源有限,就需要科研人員不斷開發(fā)新能源,這就再當下最需要研發(fā)太陽能的使用。據(jù)英國媒體報道,美國空軍日前宣布一項新計劃,要向偏遠地區(qū)或缺乏穩(wěn)定電力來源地區(qū)的軍事基地輸送電力。
報道指出,該系統(tǒng)名為“空間太陽能增量示范和研究”,計劃通過與國防承包商諾-格公司合作,開發(fā)一套帶太陽能電池板的衛(wèi)星系統(tǒng),以便在其繞地球軌道飛行時獲取太陽能,并將收集到的能量轉(zhuǎn)化為無線電波,傳輸?shù)降厍虮砻妫谀抢锉晦D(zhuǎn)化為可用能源,供軍隊使用。
空間太陽能發(fā)電平臺的構想最早由美國科學家彼得·格拉賽于1968年提出,指的是在空間將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,再通過無線方式傳輸?shù)降孛娴碾娏ο到y(tǒng)。相對目前衛(wèi)星和空間站的電源系統(tǒng),其規(guī)模和能力要大得多??臻g太陽能電站主要包括三部分:太陽能發(fā)電裝置、能量轉(zhuǎn)換和發(fā)射裝置、地面接收和轉(zhuǎn)換裝置。發(fā)電裝置將太陽能轉(zhuǎn)化成為電能,能量轉(zhuǎn)換裝置將電能轉(zhuǎn)換成微波或激光等,利用天線向地面發(fā)送;地面接收系統(tǒng)接收到空間能束后再將其轉(zhuǎn)換成為電能。
當前,地面太陽能技術是發(fā)展最快的可再生能源技術之一。但與地面太陽能技術相比,空間太陽能電站具有發(fā)電效率高、零污染排放、全天候使用等優(yōu)點,美歐等國早已對空間太陽能發(fā)電平臺展開預先研究,并初步證明其可行性。2011年美國曼金斯教授在美國宇航局創(chuàng)新先進概念項目中,提出任意相控陣空間太陽能電站模型,這種太陽能衛(wèi)星在地球同步軌道工作,采用“三明治”結(jié)構。
日本宇宙系統(tǒng)開發(fā)利用機構在2015年成功組織開展高精度無線能量傳輸驗證,證明能量傳輸可行性,為發(fā)展空間太陽能電站提供技術支持。
空間太陽能電站不僅可用于民用領域,在軍事領域也具有發(fā)展前景。未來軍事行動對電力供應需求越來越高。空間太陽能發(fā)電平臺可以向某些區(qū)域提供源源不斷的電能,從而彌補電力缺口。如果在地面和空中戰(zhàn)術平臺上安裝能量接收裝置,空間太陽能發(fā)電平臺甚至可以直接向各種戰(zhàn)術平臺供能,不僅延長裝備執(zhí)行任務時間,還能及時喚醒因斷電陷入“癱瘓”的作戰(zhàn)單元。
正如美空軍研究實驗所所長費爾特稱:“能源是美國國家和國防部的一個戰(zhàn)略促成點,同時也是潛在弱點。為確保(我們)成功,必須在正確時間、正確地點擁有所需能源。”另外,空間太陽能發(fā)電平臺本身裝備有微波或激光發(fā)射器,可通過發(fā)射大功率微波或激光攻擊敵方目標,因此具備發(fā)展為天基定向能武器潛力。
如此看來,盡管目前空間太陽能發(fā)電站距離實際應用還很遠,但已經(jīng)走出科幻,正逐步走向現(xiàn)實。如果某一天人們能高效利用太陽能,相信能解決很大的能源問題,畢竟太陽能是符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的,能保證人類的永續(xù)發(fā)展,需要我們科研人員更加努力。