航天器首次向地球发射太阳能，地面接收站可将电力输送到电网

地球上的太阳能电池板可以提供清洁的电力来源，但它们可能是景观上的一个污点，而且在天黑的时候几乎没有用。现在，美国加州理工学院的科学家提供了一个世界首创的解决方案，用航天器向地球传送太阳能。

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据报道，该项目由加州帕萨迪纳市加州理工学院的太空太阳能项目（SSPP）领导，开发了一个名为MAPLE的航天器。MAPLE是“功率传输低轨道实验微波阵列”的简称，它于今年1月3日从卡纳维拉尔角搭乘火箭Transporter-6发射升空。

MAPLE从太空传输太阳能示意图。

MAPLE配备的太阳能电池板能够承受“恶劣的太空环境”，包括剧烈的温差和太阳辐射。

“太空太阳能”，是一个由科幻作家艾萨克·阿西莫夫在1941年提出的概念，有可能产生比地球表面任何位置的太阳能电池板多八倍的能量。

专家们希望它能为化石燃料，甚至是地热、风能和核能等可再生能源提供一个更好的绿色替代。

加州理工学院电气工程教授哈吉米里（Ali Hajimiri）表示，通过迄今为止进行的实验得到确认，MAPLE可以成功地将电力传输给太空中的接收器。研究团队还能够对该阵列进行编程，使其能量指向地球。

据悉，地球上的太阳能电池板是由多个“太阳能电池”组成的，这是将来自太阳的辐射转换成电能的小装置。

自19世纪末以来，地球上一直存在着太阳能电池，目前产生了世界上约4%的电力，此外还为国际空间站提供电力。

但对该技术的批评者指出，在一年中大部分时间都是多云天气的国家，如英国，它们往往无法工作。

该技术普遍存在的其他问题是，这些电池板占用了大量土地，可能会有碍观瞻，而且往往是在可以腾出其他用途的绿地上。

加州理工学院的团队表示，MAPLE的发射器将太阳能转换成可以传输到地球的形式，如激光或微波。

发射器阵列可以将能量传送到所需的地点，如地球上的接收站，再将电力输送到国家电网。

正在太空工作的MAPLE航天器。

该团队表示，MAPLE由一个灵活的轻型微波功率发射器阵列组成，该阵列由使用低成本硅建造的电子芯片驱动。

它们需要具有灵活性，以便能够折叠成一个可以用火箭运输的包装，然后在进入轨道后展开，就像美国宇航局（NASA）的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）一样。

研究团队在校园楼顶上接收到MAPLE发射的太阳能。

MAPLE的发射能量被加州理工学院校园内一栋大楼屋顶上的接收器检测到。

专家们表示，接收到的信号出现在“预期的时间和频率”，并且根据其从轨道上的旅行预测，有正确的频率变化。

哈吉米里教授表示，从来没有人在太空中演示过无线能量传输，研究团队正在用灵活的轻质结构和自创的集成电路来做到这一点，这是世界首次。

专家们的终极设想是搭建一个“航天器星座”，从太空向地面传输太阳能。

据悉，专家们的终极设想是搭建一个“航天器星座”，收集阳光，将其转化为电能，然后在需要的地方以无线方式长距离传输电能，这可能对目前无法获得可靠电力的地方特别重要。

目前还不清楚轨道上的MAPLE航天器是否将构成这个“星座”的基础。

根据加州理工学院团队的说法，这项技术还没有准备好大规模采用，因为太阳能发电和传输需要重新考虑在太空中大规模使用。

太阳能电池板笨重，使得它们的发射成本很高，而且它们需要大量线路来传输电力。

哈吉米里教授的团队现在正在评估该系统中各个元素的性能，这是一个“艰苦的过程”，可能需要半年时间。

一旦完成，它将使该团队能够整理出不正常的情况，并将其追溯到各个单元，为下一代系统提供参考方案。

据报道，英国政府也在研究在太空建造太阳能发电厂的可行性。

2020年，英国政府委托对这种太阳能发电站的概念进行新的研究，作为满足地球日益增长的能源需求的一种方式。

文/南都记者 陈林

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