在太空中建造太陽能發(fā)電場(chǎng)?
1941年,著名科幻作家艾薩克·阿西莫夫發(fā)表了短篇小說《推理》(Reason)。這是一個(gè)關(guān)于機(jī)器人和人工智能的警示故事,其奇特的背景設(shè)定至今仍被人津津樂道,那就是一個(gè)能收集太陽能,并通過微波向行星傳遞能量的空間站。 美國國家航空航天局的一位藝術(shù)家在1999年繪制的軌道太陽能發(fā)電場(chǎng)。像許多其他太空太陽能設(shè)計(jì)一樣,該設(shè)施需要許多連接部件,這意味著發(fā)射成本將非常高昂 在這篇作品之后,基于太空的太陽能利用就成為一個(gè)長(zhǎng)盛不衰的新奇想法。如果人類能夠掌握這項(xiàng)技術(shù)并籌集資金將之實(shí)現(xiàn),人類世界就有可能因此改變。 唐納德·布倫是美國最富有的房地產(chǎn)開發(fā)商之一,也閱讀了一些關(guān)于太陽能的書,他有能力為這一項(xiàng)目提供資金上的幫助。加州理工學(xué)院已經(jīng)于近日宣布,自2013年以來,唐納德·布倫和他的妻子布麗吉特已經(jīng)向該校捐贈(zèng)了1億多美元,助力軌道光伏發(fā)電的實(shí)現(xiàn)。 這項(xiàng)宏偉的工程將需要一大筆錢,而且更重要的是,相關(guān)的工作已經(jīng)進(jìn)行了十多年。加州理工學(xué)院的一個(gè)團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在2022年底或2023年首次發(fā)射一個(gè)測(cè)試陣列。 “這是一件相當(dāng)大膽的事情,”加州理工學(xué)院太空太陽能項(xiàng)目的聯(lián)合主管、電氣工程學(xué)教授阿里·哈吉米瑞說道。他認(rèn)為,較長(zhǎng)的時(shí)間線“能讓你抓住機(jī)會(huì),承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。有時(shí)這些機(jī)會(huì)會(huì)帶來回報(bào),有時(shí)不會(huì),但當(dāng)你以一種受訓(xùn)練的、有控制的方式去行動(dòng)時(shí),你最終會(huì)得到意想不到的結(jié)果! 現(xiàn)年89歲的唐納德·布倫的大部分財(cái)富(估計(jì)在153億到161億美元之間)都用于在加利福尼亞州奧蘭治縣建造辦公樓和住宅。他是紐約市標(biāo)志性的大都會(huì)保險(xiǎn)公司大樓的大股東,還為環(huán)境保護(hù)捐贈(zèng)了土地和資金。他很少接受采訪,盡管加州理工學(xué)院的太空太陽能項(xiàng)目已經(jīng)公開,但布倫對(duì)該項(xiàng)目的支持直到現(xiàn)在都是一個(gè)秘密。 高地球軌道是建造太陽能發(fā)電場(chǎng)的好地方,因?yàn)檫@里太陽永遠(yuǎn)不會(huì)落下,永遠(yuǎn)不會(huì)有遮蔽的云層。然而,為了產(chǎn)生大量的電力,以往的大多數(shù)設(shè)計(jì)都是不切實(shí)際的,不僅規(guī)模龐大,而且成本高昂,是當(dāng)前人類社會(huì)負(fù)擔(dān)不起的。在工程師們的描繪中,有巨大的桁架結(jié)構(gòu),通常長(zhǎng)達(dá)數(shù)公里;光伏板或鏡子安裝在桁架上,吸收或集中陽光,將光能轉(zhuǎn)化成直流電,然后通過激光或微波光束傳輸?shù)降孛。建造這樣一個(gè)裝置可能需要數(shù)百次火箭發(fā)射。在很多人看來,這注定是一項(xiàng)因?yàn)橐?guī)模太大而無法成功的技術(shù)。 “真正需要做的是技術(shù)上的范式轉(zhuǎn)換,”該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人、加州理工學(xué)院應(yīng)用物理和材料科學(xué)教授哈里·阿特沃特說,“我們談?wù)摰牟皇敲科椒矫?公斤的重量,而是今天就可以制造的、每平方米只有100到200克的系統(tǒng)。我們有一個(gè)路線圖,希望能將這個(gè)范圍降至每平方米10到20克! 那么,這個(gè)路線圖如何實(shí)現(xiàn)?當(dāng)然不可能一蹴而就,但我們可以改變思路,或許最大的改變就是制造模塊化的太陽能電池板。輕質(zhì)的砷化鎵光電池將被連接到“瓦片”——由加州理工學(xué)院設(shè)計(jì)的太陽能板基本單元——每塊“瓦片”可能只有100平方厘米大小,相當(dāng)于一個(gè)甜點(diǎn)盤。 |