1968年,彼得·格拉泽——美国利特尔咨询公司的太空业务部副总构想出一个大胆的计划:把太阳能电站搬到太空,在宇宙空间里建造太阳能电站。这一构想激发了人们浓厚的兴趣。
为什么要在太空建造太阳能电站?格拉泽的营造太空太阳能电站的计划不是随口说出来的,而是有根据的。
假想的太空太阳能电站
格拉泽从事太空业务管理工作已经许多年。他认为目前地面上的太阳能电站,由于阳光到达地面时,大部分已经被大气层吸收或者反射掉了,所以可以接收到的太阳能非常少,只是太空中太阳能的1/4~1/5。
另外,地面太阳能电站还经常受阴云密布和雨雪天气的影响。假如把太阳能电站建造在太空中,就可以更全面地利用太阳能,以上不利情况就能避免出现。
但是和普通地面的太阳能热电站相比,格拉泽想要建造的太空太阳能电站有些不同:它不是把太阳光能转化为热能,然后通过加热水产生蒸汽来促使气轮发电组发电,而是直接利用太阳能电池将光能转化成电能。
太阳照射地球示意图
因此若要实现这一构想,人们就必须研制一种太阳能动力卫星,由它直接把“天火”引向人间。这颗卫星必须被送到海拔3.6万千米的轨道上(在这一轨道上,卫星绕地球飞行1圈的时间,正好和地球自转一周所需要的时间一致),以便自由承接“天火”。
在动力卫星上安装上庞大的太阳能电池板,太阳能电池板就可以将太阳能直接转化成电能,继而再把电能转化为微波束发回地面。通过巨型天线,地面微波接收站再把卫星送回地面的微波重新转化成电能。(www.xing528.com)
因为要花费一大笔费用,格拉泽在20世纪60年代末期提出这一宏伟构想时,美国政府方面并不感兴趣。
20世纪70年代中期,能源危机的出现使美国政府重新开始重视格拉泽的计划。美国政府投资2000万美元作为研究经费,但经费不久就用完了,人们的热情又冷淡了下来。美国科学院估计,必须要50年的时间,耗资超过3000亿美元,人们才能建成这座太空太阳能电站。
太阳能电池板为航天器提供电力
为什么要花费这么大的代价呢?因为按照当时的条件,美国的航天飞机还没有正式启用,但是即使当时正式投入使用,把电站需要的所有设备送上太空,也需要航天飞机发射1000多次才能完成,代价实在昂贵。
因此,当时的人们认为他的计划很难实现。进入20世纪90年代,航天飞机往返太空已成现实,科学家们重新又燃起了对这一计划的热情。
1991年8月,就在太空建太阳能电站的议题,来自世界几十个国家的太阳能专家齐聚法国巴黎,进行集中讨论。随后不久,美国航空航天局就发布了一系列关于建立太空太阳能电站的消息。
2008年6月,美国国防部称无论在技术方面还是在经济方面,建立空间太阳能电站的构想都是可行的。于是,美国空军学院迈出了从梦想到现实的第一步,正式宣布了小型试验卫星计划。
太阳能宇宙飞船
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