天基太阳能：地球能源荒的终极方案？

欧洲航天局日前发布了一∮位艺术家关于“天基太阳能”的概念图。图中，漂浮在太空中的巨型太阳能发电站产生的能量发射向地球。这样的场景让人∮们想起1941年美国科幻小说家艾萨克·阿西莫夫发表的短篇小说《理性》，其中提到了一◥种通过微波光束从空间站传输太阳能到附近行星的技术。

现在，科技的进步，加之对绿色能源日益增长的需求，正让这样的梦想照进现实。

今年╳稍早时间，在德国慕尼黑，空客公司在其X-Works创新工厂演示了使天基太阳能成』为现实所需的关键技术。科学家使用微波束，在代表“太空”和“地球”的两点之间传输绿色能源超过36米。接收到的能量用以照亮∏一个模型城市，通过水的裂解成功产生了绿色氢气。

绿色能源的“灵丹妙药”？

据《科学美▽国人》文章，天基太阳能被一些人视为是实现温室气体净零排放，同时︻仍有稳定、可持续和∑充足的电力供应的“灵丹妙药”。来自地面太阳能和风能的电力都更容易受到环境条件波动的干扰，与之▲不同的是，天基太阳能可以全天候运行，提供所谓的基本负载电力，同时还允许在电网之间▂灵活、快速地调度电○力。

英国空间能源倡议（SEI）联合主席马丁·索尔陶说，天基太阳能另一个々优势是不需要重新设计电网。地面整流天线将位于现有电网互联附近，可能与现有的海◥上风力发电场毗邻。

SEI正在进行☆一个名为“仙后座”的项目，该项目计划在高地球轨道上放置一个大型卫星群。这些卫◥星将由地球上的工厂生产的数十万个小型、相同的模块组成，并由自主机器人在太空中进︼行组装，机器⌒人还将进行维修和维护。卫星收集的太阳能将被转换为高频无线电波，并被传送到地球上的整流天线，将无线电波转换为√电能，每颗卫星的电力输出可与核电站相当。

在地球上，阳光被大气层扩散，但在太空◢中没有干扰。因此，空间太阳能电池板可以比地球上类似大小的电池板收集更★多的能量。

全球竞相开展技术测试

SEI并不是唯一一家对天基太阳能相关硬件︾进行实际测试的公司。全球正在开展多个类似项目。

欧洲航天局的SOLARIS计划旨在探索天基太阳能的概念和关键技术。10月18日，欧空局ζ　举行了“SOLARIS工业日”活动，以加强天基太阳能的研发任务，如果得到支持，这些任务将在Ψ2023—2025年期间完成。

日本自20世纪80年代以来一直在坚持不懈地研究天基太阳能。日本宇宙航空研究开发↘机构的研究人员设计了一项▓计划，以开发和测试控制功率束和在轨道上组装大型结构的新方法。理想情「况下，天基太阳能系统将在十年或二十年内问世。

美国国家航空航天局未来很可能需要在地球←以外使用天基太阳能，以支持其▅载人月球探测计划“阿尔忒弥斯”。例如，围绕月球的天基太阳能建设可以帮助支持月ζ球表面基地和其他探索活动。更有潜力的是，天基太阳能有朝一日也可用于星际飞行，而无需携带昂贵的推进∞剂。

美国空军研究实验室的空间太阳ω　能增量演示和研究项目最近对名为“阿拉克妮”的飞行实验关键硬件进行了首次端到端测试。预计其』将于2025年发射，任务之一是展示在低地球轨道上形成和聚焦射频波束的能力。

中国空间技术研究※院和西安电子科技大学建造了一座大型建筑，展示了聚光和无线电︾力传输的新技术。该项目代号为“逐日工程”，利用∏了一座75米高的钢塔。新设施的设计是为了测试和验证球形膜㊣　能量收集阵列技术，该阵列是在地球静止轨道上收集太阳能█的集中器系统。

研究之路道阻且长

并不是所有人都对天基太阳能的前景持如此乐观的△看法。落基山研究所的联合创始人、能源政策专家阿莫里·洛文斯〓表示，尽管将有效载荷送入近地轨←道的每公斤成本下降了，但发射成本对天基太阳能来说仍然是一＠ 个巨大的障碍。

尽管天基太阳能在概念上具有吸引力，但洛文斯表示，其他∴可再生能源的发展趋势也构成了巨大↓挑战。陆基可再生能源，如风能和太阳能正迅速变得便宜，将这些“地面”能√源整合到原有的电网中，可确保“稳固”的电力输送几乎不会增加成本。

至于SEI计划，索尔陶认为，要实现目〇标，首先需要进行几轮强有力◥的太空测试，还有许多其他重要的问题需要解决，比如监管环境和频谱分配。

任何一项科技成果的应■用往往隐含利与弊的双重性。无论如何，太阳能都将深刻影响未来的能源格局。