太空太阳能的提倡者可能将在不远的未来如愿，因为多个针对从轨道到地球的能量传输的项目开始成形。但是仍有太空能源科学家担忧美国的项目前途过于美好、过快。2009年11月底，加利福尼亚州政府计划批准一项为期15年的合同，要求美国Solaren公司在2016年之前，向太平洋汽油与电力公司（PG&E）提供天基太阳能。日本宇宙探索局也已经组成私人公司研究团队设计太阳能太空站，并计划在21世纪30年代之前发射。

这些项目对那些热衷于天基太阳能的科学家们来说是一个激励，他们梦想着能够不受多云天气和地球日夜循环的影响，不间断的获取太阳能。纽约大学的一名物理学家 Marty Hoffert 表示，今天的技术能够使天基太阳能像地球常用的太阳能电池板那样提供低廉的能源。他在一次讲话中提到：“问题在于，我们正将天基太阳能视为必须能够与煤竞争的资源，但是任何资源都很难与煤竞争。”同时霍弗特还警告说，错误的传输可能打破天基太阳能的梦想。

太空太阳能艺术效果图 / JAXA

假想的为国际空间站(International Space Station)供电的太空太阳能电站 / Space News Graphic.

部署在太空的太阳能电池板每个单位接收的太阳能是地面太阳能帆板的7倍，并且不需考虑气候和黑暗。获取这一能源的挑战在于，将材料发射到太空的高昂成本，以及解决如何将能量传回地球的问题。微波传输一直被认为是太空太阳能最有效的交付方式。太空太阳能电站利用这种方式，将太阳能电池板产生的电流转化成射频波，随后传回地面接收站。

太空太阳能地球接收艺术效果图 / Mafic Studios, Inc.

2008年，一名NASA前科学家在夏威夷两个小岛间传输了20瓦特的能量，验证了射频概念，这些能量只够点亮一个小灯泡。这项试验耗资100万美元。一个全尺寸的太空太阳能设备将需要更大、更昂贵的接收器。

最近兴起了另外一种选择，固体激光器。这种激光器能够以足够大的功率以聚焦光束的形式传递能量，在太空以及地面所需的设备更为低廉。但是不同于射频，激光器将面临一个更大的问题——大气干扰和气候。微波能够在云层中传播，激光器却不能。

Hoffert 表示，他青睐于激光器。因为其技术验证的成本较低。而Solaren公司衡量再三后，选择了射频技术。Solaren公司表示，之所以选择射频技术，是因为它具有更高的效率，并且具备向用户提供可靠电流交付的全天候能力。

微波能够在云层中传播，激光器却不能。Hoffert 表示，他青睐于激光器。因为其技术验证的成本较低。而Solaren公司衡量再三后，选择了射频技术。Solaren公司表示，之所以选择射频技术，是因为它具有更高的效率，并且具备向用户提供可靠电流交付的全天候能力。

Solaren公司承诺，将在2016年前向加利福尼亚州的PG&E用户提供200兆瓦的太阳能。Hoffert 估计，Solaren公司的能量传输在最佳状态下，可能会获得50%的传输效率。这意味着太空太阳能电池帆板收集到的能量，将有一半损失在传输过程中。他还表示，Solaren公司可能需要发射一个能够产生400兆瓦能量的太阳能电池板。所有设备的总发射重量大约400吨，相当于20次航天飞机发射任务。

但是，Solaren公司表示，只需运载能力为25吨的重型火箭的4到5次发射，发射重量仅为霍弗特估计的四分之一。公司依赖于为太阳能电池板研发更具效率的光电技术来减重。Solaren公司称，他们的太空太阳能专利系统能显著减少太空太阳能太空段的重量。Solaren公司并未提供关于技术操作的更多细节。但是它预计，Solaren的太空太阳能转化为射频能量的有效性在80%以上，将射频能量转化为地面直流电的有效性也能够保持在80%以上。Solaren公司还希望将能量从太空传输到地面的损失降到最低。

如果射频技术得以推行，太空太阳能还需应对多个问题，包括1.5万美元每千克的高昂的发射成本，以及建造地面配套设施的高昂成本。Hoffert 一直争取将激光器传播方案作为有效缩减成本的方法。他还向美国能源部的新机构ARPAE提交一份建议书。他的建议包括：在地面开展激光传输试验，随后发射到国际空间站进行太空试验。

霍弗特肯定了日本太空太阳能计划所取得的成就。JAXA开展的这项计划将同时试验射频技术和激光技术，这两种能量传输方式。他还预测，如果技术的科学性得以证实，这种太空太阳能将在十年内具有商业可行性。（文：曲佳 谢慧敏 / 中国航天工程咨询中心    图及注解：金牌工程师 技术在线）

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