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“太空之花”照亮地球

2012-04-29青云

青少年科技博览(中学版) 2012年10期
关键词:圆盘电能太空

青云

在茫茫的太空中,几年之后很可能将盛开一朵朵“太空之花”。它们就像是太空中的向日葵,始终迎着灼热的太阳,收集着来自太阳的光和热。这些“太空之花”并非奇异的外星生物,而是美国研究人员正在研制的新型卫星,它们可将收集来的太阳能输送到地球上为人们使用。

在地表利用太阳能,会遇到夜晚和阴雨天的麻烦。然而,如果远离地球大气层,进入没有遮挡的太空中,就可以一天24小时都能接受到阳光的照耀了。基于这个原因,不少科学家多年来致力于太空太阳能的研究,希望有一天人类能够高效收集太阳能。最近,美国国家航空航天局的研究人员表示,他们设计出一种特别的卫星,可以发射到太空中,高效收集太阳能。

负责这项研究的是太空太阳能专家约翰·曼金斯,新设计的太阳能发电卫星被称为“太空之花”。这款卫星看上去像是一朵盛开的喇叭花,也像是一只漂亮的高脚酒杯。“太空之花”的正式名称是“随机性大型相位阵列太阳能卫星”,英文简称是SPS—ALPHA。这款太空太阳能发电产品其实不是一颗大卫星,而是一组小卫星。这些卫星按照合理的组合排列在太空中,形成漂亮的“太空花园”。每颗“太阳之花”不是很大,直径约10米,质量预计为50~200千克。

“太空之花”的“花朵”由成千上万个可控的高分子薄膜镜组成,镜面会根据太阳的方位改变方向。“花朵”上的镜子负责收集阳光,然后全部反射到“花托”部位的圆盘状发电系统上。圆盘的正面是高效太阳能光伏电池板,可以把镜子反射的阳光转化为电能。根据发电阵列中“花朵”数量的差异,发电功率也有所不同。每朵“太空之花”可以产生数十千瓦的电能,一组太空太阳能发电阵列则可产生数万千瓦乃至数亿千瓦的电能,效率非常高。

在“太空之花”圆盘状发电系统的背面,也就是向着地球的一面,安装有多个微波发射器,可以把电能转化为高能微波,并发射给地面上的接收站。接收站可把微波再次转化为电能,然后传输给千家万户。

在未来的外星探测,尤其是近十年内就可能实施的火星探测过程中,如何为太空飞行器“加油”一直是个大问题。研究人员表示,“太空之花”可以用于解决这个难题。“太空之花”除了用于把太阳能传输到地面外,还可用作“太空加油站”,为附近或路过的一些太空探测器提供能源。按照研究人员的设想,“太空之花”可以根据需要密布在太空的不同位置,甚至可以发射到其他星球附近,做为星际飞行器的“加油站”。

美国研究人员正在加紧研制“太空之花”,他们希望在2016年就开始在近地轨道建设太空太阳能发电站,并在25年内完全建成。一些太阳能专家表示,“太阳之花”的可行性较高,如果它能按照计划的时间表投产,很可能是世界上首款太空太阳能发电产品。

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