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TUhjnbcbe - 2023/1/10 21:49:00

年5月,AtlasV火箭将一架机密的航天飞机发射入轨,这架由美国太空*负责的X37飞行器,在过去10年中有8年是在太空中度过的,而它现在正要打破之前的记录,并测试一项新的技术。

这项技术可能对地球上的生活产生巨大影响。

X37会进行将会进行首次太空太阳能发电厂测试,这个设想认为太空中的大型太阳能阵列可以收集大量的能量,并无线传输给地球任意一个角落。

这个设想的出现已经有一阵子了,但在以前发射并在太空测试这么大的物件成本实在太高。

由于猎鹰九号火箭将发射成本极大降低,SpaceX正在开始用他们规模庞大的互联网卫星星座来彻底改变宽带行业。

随着进入太空越来越方便,能源公司也将可以把他们的业务搬到太空。

在晴朗的日子里,地球上一米见方的面积能接受W左右的太阳能,即使最高效的太阳能板也只能将其中的20%转化为电能。

而在太空中的太阳能板则能接收超过两倍于地面的太阳能功率,因为太空不会受到大气层的遮挡。

当太阳的能量照射到太阳能板上时它会被转化为电能。这些电能可以被转化为微波信号并以无线方式传送到地球上。

微波信号可以以特定的频率进行传输,使它们能够穿过云层,而且不会对地球上的生命造成伤害。

为了接收这些能量,地面上需要建造一个大型的天线阵列,将接收到的微波转换成电能。微波传到地球上后会扩散很远,所以天线阵列可能要几公里宽才能利用所有的能量。

但如果不把这些能量传送到地面,而是传送给飞机呢?

虽然许多行业已经开始进行推广新能源,但航空工业仍然面临着能量密度的巨大挑战。

飞机存储能量靠的是燃油,而电动飞机靠的是电池,为了存储同样多的能量,电动飞机需要大量的电池,这导致比普通飞机重了40倍。

对于飞机来说,这些额外的重量大大降低了它的航程与运力。

最近,一架塞斯纳电动飞机在华盛顿上空进行了首次试飞,这已经是世界上最大的电动载客飞机了,但它只能载9名乘客飞行公里。

但如果我们能去掉电动飞机上的绝大多数电池,并在飞行中给它持续不断提供能量呢?

太空中的发电厂可以将能量传送给地球,理论上也可以将能量传送给移动中的目标,比如飞机、轮船,甚至其他在轨卫星。

为了最大限度地将电力输送到飞机上,可以先把能量转换成激光束,而不是微波。

然后直接发射到飞机的太阳能电池阵列上,这就可以用更窄的光束传输更多的能量。

飞机飞行高度也在地球最厚的那部分大气层的上空,云和雾并不会挡住能量束。

可以让飞机装备比地面更小的接收装置,放置在地球静止轨道上的太阳能发电站星座。

甚至可以为夜晚飞行的飞机提供持续的电力,虽然到那时电动飞机仍然需要电池进行起飞和降落,但大部分电池可以减掉换来更多的客舱空间从而提升运力。

当飞机穿出云层太空发电厂就会锁定飞行中的飞机,并对飞机的太阳能板持续供能。

这听起来可能是对未来的不靠谱的设想,但其中多数技术已经经过了测试。

早在年NASA工程师就曾用10千瓦的激光来为一架模型飞机太阳能板供能。

年工程师们从毛伊岛的一座山顶上将20瓦的功率,发射向了公里外夏威夷岛的接收器。

X37上的实验将是有史以来第一次在太空中进行太阳能发电厂的测试,尽管太空中的太阳能发电厂会带来极大的好处,但开发这些技术的成本仍然很高。

目前,中国已经开始着手建造太空发电站的方案,虽然起步较晚,但从最新的进展上来看,中国在世界大国中已经走在了前面,计划在年完成完工第一个低空轨道太空电站。

太空太阳能发电厂,离我们并不遥远。

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