收集太阳风能的卫星模拟图

 

　　再也不用去考虑风力发电或传统的太阳能发电了，只需通过卫星把太阳风收集起来，然后利用光束将其送达地球，足以1000亿倍地满足全球能源需求。然而，用于传送电能的聚焦光束可能是一个棘手的难题。
 

Dyson-Harrop卫星概念

　　目前，正在酝酿中的一种称之为Dyson-Harrop卫星的概念，其设计方案是一个以面向太阳的硕长金属环为先导的，使其产生一个圆柱形磁场――该磁场捕获的电子数足以形成约半数的太阳风。当这些电子被汇集到一个球形金属收集器后，便产生电流并使金属环形成磁场，进而使该系统始终处于自我维持状态；而多余的能量用于给指向地球的圆盘式卫星接收天线提供红外激光。由于地球上的大气对于红外线来说是透明的，因此红外光束在达到地面前其能量不会被大气层吸走。
 
　　再看卫星，此时的激光已将电能中的电流消耗殆尽，电子便失势而掉落到一个环状帆上，但接踵而来的阳光会给它们充电，将卫星保持在环日轨道上。一颗使用直径为1厘米、长300米的铜线和一个2米宽的接收器及一个直径10米的帆构建的Dyson-Harrop小型卫星，其与太阳的距离约和地球与太阳的距离相差无几，便可产生足以供美国1000户左右家庭使用的170万瓦电能。
 
　　一颗带有同样大小的接收器处于与太阳相等距离上，但铜线为1000米长、帆宽为8400千米的卫星可以产生1027瓦的能量。“实际上这是人类目前所需电量的1000亿倍”，该系统设计者、华盛顿州立大学物理教授布鲁克斯·哈罗普（Brooks Harrop）说，“运用现代技术和运载工具，这颗卫星实际上是可以建造出来的。”
 

“设计聪明而有趣”

　　利用太阳能板一天24小时不间断输电的卫星已经讨论了数十年。去年12月，加利福尼亚州批准了一项包括空基太阳能在内的交易。哈罗普认为，与主要由铜金属制造的Dyson-Harrop卫星相比，太阳能板每磅的价格要贵许多，“太阳风能卫星计划的成本应该低于太阳能板卫星计划的成本。”
 
　　不过这里有一个缺陷，为了获取巨额能量，Dyson-Harrop卫星依靠的是由地球绕日轨道确定的高于黄道面位置的衡常太阳风，因此，卫星距地球的位置达百万公里以远。在这种距离上，即便是聚焦最好的激光束在到达地球时，其能量也将会分散至数千公里宽的范围内。
 
　　精于空间太阳能业务的Artemis Innovation咨询公司总裁约翰·曼金斯（John Mankins）说：“200万瓦能量分散到如此大的面积上一点意义也没有，还不如月光强。”为了将Dyson-Harrop卫星上的能量送回地球，“需要无比巨大的光学透镜，比如10公里～100公里范围的绝对完美的透镜。”
 
　　曼金斯指出，虽然没有具体计算过发生概率，但线圈可能会因通过的巨大电流烧毁。不过他还是说，这种小型“设计聪明而有趣”的卫星可以用来为一些太空任务提供能量。“我能想象这种点子在黄道以外的地方使用，比如为太阳极点附近的“尤利西斯”号太空船供能。”
 
 

资料来源 New Scientist

责任编辑 则 鸣