宇宙太阳能时代也许终将来临
一些研究者说，这个长期以来的科幻梦想可能将在未来10年左右成为现实。
宇宙中从不日落。
因此，长期以来，通过能量发射型卫星来收集太阳能的想法一直吸引着研究者去寻找方法，由此来满足急需能源的地球。
这种想法虽然已经存在了几十年，但如今正吸引着全世界新的目光：美国和中国的技术人员，日本的专家和来自欧洲航天局以及英国航天局的研究者都在致力于开发宇宙太阳能。
历史中的机械装置
无线电传输的想法可追溯至十九世纪末期的尼古拉·特斯拉。
到了1968年，太阳能卫星的概念被美国太空先驱彼得·格拉泽详细阐述并申请为专利。他设计了一种新颖的方法：利用太阳能电池从光线中收集能量，再向地球上的接收天线发射高能微波，这些微波进而被转化为电能并供应给电网。
接着，二十世纪七十年代中期，在美国宇航局喷气推进实验室的加州戈德斯通深空通信中心，数十千瓦的微波功率传输实验成功开展。
这趟“能源之旅”仍未止步。
振奋人心的进展
加州圣玛丽亚的阿尔忒弥斯创新管理解决方案公司的总裁约翰·曼金斯说，在过去的十年里，研究人员已经取得了一些振奋人心的进展，这些进展增加了宇宙太阳能在未来十年内实现的可能性。他的观点是: 宇宙太阳能作为一种可持续能源替代品的长期愿景，应该根据最近的进展被重新审视。
曼金斯告诉我们，一系列关键点支持了这一观点。他说：“气候变化真的将是一场灾难。各国都承诺实现零碳排放，但却不知道采用何种方法才能兑现承诺。”
他补充说，“新太空” 迅速展现出来的价值也正在重塑21世纪太空活动的格局。“实现宇宙太阳能的两个最大障碍一直是发射成本和硬件成本，”曼金斯说，“如果这两项问题和飞行速率的问题都被解决，你就能得到人们一直讨论的太阳能卫星的数据。”
大型卫星群
最近另一个变化是大型卫星群的出现，曼金斯补充道。
美国太空探索技术公司的星链卫星宽带网络就是一个典型的例子，该网络的构建涉及一个大批量生产项目，目前该项目每月能生产30吨卫星。美国太空探索技术公司有望在五年内制造并发射4万颗卫星。
“通往低成本硬件的道路已经显现，”曼金斯说，“这种生产是模块化且大批量的。目前有关发射以及硬件费用方面的障碍已被克服。”
他认为在短期内，即未来十年内，宇宙太阳能这个概念从经济方面来考虑不会比现在更可行。他提到了空间发射能力的进步；用于空间装配、维护和服务系统的机器人技术的进展；以及各种组件技术的进步，比如高效固态功率放大器。
曼金斯说：“因此，宇宙太阳能已经做好了迎接曙光的准备。”
天文电
在早期，航天研究所所长詹姆斯·迈克尔·斯尼德便专注于理解宇宙太阳能所需的能源政策，他也是宇宙太阳能建设的早期参与者。他采用了“天文电”这个术语来描述宇宙太阳能系统产生的可传输电力。
在展望他所说的 "即将到来的天文电时代 "时，他看到了一个需要石油和天然气——目前维持工业生活水平的两种主要能源——的替代物的世界。
斯尼德设想了2100年的世界，那时大约20%的电力来自陆地核电和可再生能源，其余80%的电力由天文电供应。
斯尼德告诉我们：“正如在过去的80年中，对中东石油的军事、经济和外交控制对世界局势产生实质性影响一样，对宇宙太阳能平台的控制将在本世纪主导外太空活动。"
‘像胜利者一样表现’
在新的艺术作品、经济计划和概念性宇宙太阳能思潮涌动的同时，有一个空间技术实验已经在进行中。
在其2020年5月的最新发射任务中，太空部队的X-37B机器人太空飞机负责开展光伏射频天线模块飞行实验(PRAM-FX)，这是海军研究所的一项有关将太阳能转化为射频微波能量的研究项目。
X-37B的研究重点不是建立一个实际的功率发射链，而是评估阳光到微波转换的性能。
“它表现得像一个胜利者，”海军研究所一位工作领域在电力传输和太阳能卫星的电子工程师保罗·贾非说，“我们定期获得数据，这些数据超出了我们的预期。”
PRAM-FX主要由商业部件组成，而不是“空间级”硬件。“它正在继续运作并给我们积极的结果，这相当鼓舞人心，”贾非说。商业部件是大规模生产的，而许多空间级的部件则是一次性定制的。
贾非认为，太阳能卫星——那些设想在高地球轨道上运行的卫星——将有数千个商业组件在X-37B上进行测试。
推动经济发展
当然，在这之前还有很多工作要做。
贾非说：“反对太空太阳能的人认为它不能显著推动经济发展。但那些深入了解过这个研究方向的人明白，站在物理学的立场来说，你没有理由不去开发这个项目。”
“随着太空硬件的大规模生产，以及空间接入成本的降低，它更有可能正常工作，”他补充道，“人们不能过度乐观，但我也要指出，情况正在发生变化，宇宙太阳能领域有很多鼓舞人心的进展。”
贾非总结说，宇宙太阳能肯定会与 "平准化能源成本 "度量标准进行比较。“只是没有足够的数据来提出空间太阳能发电的平准化能源成本基础。这是不成熟的。你现在看到的是在为这种评估奠定基础。”
清晰，负担得起的道路
为此，阿尔特弥斯创新管理解决方案公司的曼金斯推出了基于任意大相控阵的太阳能卫星，他在10月25日至29日在阿联酋迪拜举行的第72届国际宇航大会上展示了这一设计。他详细介绍了宇宙太阳能的商业模式和分步骤发展方案，他认为这个设想预示了一条通往急需的新能源选择的清晰、实惠的道路。
曼金斯说：“我相信你们可以在未来十年内用上太阳能卫星。”
加上多国都把宇宙太阳能作为有希望的未来发电系统的事实，这种可能性引发了一个问题：太阳能卫星竞赛正在进行吗？
曼金斯说，已经很接近了。“我认为这必须是盟友之间的合作。但我认为我们很可能会与中国竞争。我们等待有关气候变化政策的时间越长，就越有可能错过良机。”
曼金斯在评估宇宙太阳能和所需技术方面有26年的经验。“时机已经到了，”他说，“我认为正确的答案很清楚：我们需要去做。”
BY: Leonard David
FY:Theodore0332
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