去太空采集太陽(yáng)能


在經(jīng)典日本長(zhǎng)篇?jiǎng)赢?huà)《機(jī)動(dòng)戰(zhàn)士高達(dá)》最近播放的新一部中，化石燃料枯竭，地球因能源短缺陷入全球性動(dòng)蕩，迫使人類(lèi)轉(zhuǎn)而依賴(lài)空間太陽(yáng)能基站。雖然這個(gè)科幻故事的代被設(shè)定在2037
，但日本科學(xué)家正在開(kāi)發(fā)空間軌道能量基站必需的硬件設(shè)備，以期獲得一種可再生的清潔能源。他們計(jì)劃花二十時(shí)間研制出一座原型基站。

長(zhǎng)期以來(lái)，利用太陽(yáng)能電池板從外層空間搜集能量傳輸回地面的想法，總是因?yàn)槌杀咎�高和不切�?shí)際被一再否決。然而在目前全球能源緊張、環(huán)保呼聲日漸高漲的大背景下，這個(gè)“不切實(shí)際”的計(jì)劃又在日本抬頭。2007
，大阪激光技術(shù)研究所的研究人員用陽(yáng)光作為能源，產(chǎn)生了功率高達(dá)180
瓦特的激光。今二月，北海道的科學(xué)家開(kāi)始對(duì)一種能量傳輸系統(tǒng)進(jìn)行地面測(cè)試，這種設(shè)備可以用微波的形式將能量從外層空間傳回地面。

太陽(yáng)能激光和微波能量傳輸這兩個(gè)研究項(xiàng)目，是一項(xiàng)大膽計(jì)劃的兩大支柱。該計(jì)劃由隸屬于日本航天局的日本航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)
資助，旨在實(shí)現(xiàn)空間太陽(yáng)能動(dòng)力系統(tǒng)(SSPS)
。確切地說(shuō)，這家機(jī)構(gòu)的目標(biāo)是：在2030
以前，將一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電基站送人地球靜止軌道，它將向地面?zhèn)鬏敼β蕿?00
萬(wàn)千瓦的能量，相當(dāng)于一座大型核電站的產(chǎn)能率。這些能量將以微波或激光的形式下傳。在地面上被接收并轉(zhuǎn)換成電能，然后并入商用電網(wǎng)，或以電解氫的方式存儲(chǔ)起來(lái)。

JAXA
高級(jí)任務(wù)研究中心的鈴木拓明說(shuō)：“我們的研究動(dòng)機(jī)很簡(jiǎn)單，就是為化石燃料耗竭和全球變暖尋求一個(gè)可能的解決之道。”大約有180
位來(lái)自日本各主要研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)家參與這項(xiàng)計(jì)劃，鈴木拓明就是其中之一。JAXA
稱(chēng)該計(jì)劃的潛在優(yōu)勢(shì)非常明顯：在外層空間陽(yáng)光輻射能量比地面要高5
～10
倍，空間基站效率更高：空間基站可以一天24
小時(shí)工作，不受天氣影響：整個(gè)系統(tǒng)還非常清潔，不產(chǎn)生任何廢料和污染，而且安全。抵達(dá)地球表面的能量強(qiáng)度約為每平方米5
千瓦，大約是中緯度地區(qū)晴朗夏日正午陽(yáng)光照射功率的5
倍。盡管科學(xué)家稱(chēng)這么大的功率對(duì)人體無(wú)害，但是接收區(qū)還是會(huì)選在海上，且周?chē)鷷?huì)設(shè)置警戒線(xiàn)。

在日本宮城縣的一座研究設(shè)施中，鈴木拓明和JAXA
的研究人員正測(cè)試用一束800
瓦的光纖激光照射500
米外的一個(gè)接收站。一面只反射波長(zhǎng)為1064
納米的光波的小鏡子，把這束激光導(dǎo)向一塊實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)能電池板。(
鈴木拓明選擇該波長(zhǎng)激光的原因是，這種光更容易穿透地球大氣層，能量損失最大不超過(guò)10
％。)
這項(xiàng)任務(wù)的關(guān)鍵在于，尋找能有效將陽(yáng)光轉(zhuǎn)變?yōu)榧す獾奈镔|(zhì)。含釹和鉻的釔鋁石榴石陶瓷材料是目前最有希望的候選材料。

基礎(chǔ)科學(xué)研究只是這項(xiàng)挑戰(zhàn)的一部分。測(cè)試微波和激光系統(tǒng)都要求具備在外層空間建造超大形結(jié)構(gòu)的能力：薄膜聚光鏡、太陽(yáng)能電池板和一臺(tái)微波發(fā)射器展開(kāi)后將寬達(dá)數(shù)千米、重10000
噸，總重5000
噸的100
個(gè)激光陣列單元將長(zhǎng)達(dá)10
千米。地面的微波天線(xiàn)也將有2
千米長(zhǎng)。

整個(gè)項(xiàng)目所需的資金是一個(gè)天文數(shù)字，也許將達(dá)到數(shù)百億美元，不過(guò)鈴木拓明及其同事說(shuō)，他們不考慮成本因素。他說(shuō)：“如果我們不先掌握基本的技術(shù)，我們就無(wú)法知道這個(gè)項(xiàng)目是否行得通。我們的目標(biāo)是生產(chǎn)穩(wěn)定、便宜的電能和氫燃料，爭(zhēng)取把價(jià)格控制為每度電6.5
美分。”這樣的價(jià)格將與今天傳統(tǒng)發(fā)電站的電價(jià)一致，也許會(huì)增加該項(xiàng)目的商業(yè)吸引力。

考慮到目前的技術(shù)手段，只有依靠世界各國(guó)航天機(jī)構(gòu)的精誠(chéng)合作，才有可能將大型裝置送入外層空間。不過(guò)鈴木拓明認(rèn)為，隨著外層空間潛在軍事價(jià)值日漸增加，參與太空競(jìng)賽的國(guó)家都試圖獨(dú)立發(fā)展自己的空間技術(shù)。“如果JAXA
、美國(guó)航空航天局(NASA)
和歐洲空間局能夠通力合作當(dāng)然更好。”所有這些聽(tīng)起來(lái)恰恰像是一幕太空歌劇的序曲。


1
、根據(jù)文章，簡(jiǎn)單介紹一下“空間太陽(yáng)能動(dòng)力系統(tǒng)(SSPS)
”。


2
、文中畫(huà)線(xiàn)句子運(yùn)用了什么說(shuō)明方法?
有什么作用?


3
、為什么去太空采集太陽(yáng)能?
它有什么優(yōu)勢(shì)?


4
、請(qǐng)對(duì)下面句子中加著重號(hào)的詞語(yǔ)作簡(jiǎn)要的點(diǎn)評(píng)。

這種光更容易穿透地球大氣層，能量損失最大不超過(guò)10
％。



答案：

1
、將一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電基站送入地球靜止軌道，它將向地面?zhèn)鬏敼β蕿?00
萬(wàn)千瓦的能量，相當(dāng)于一座大型核電站的產(chǎn)能率。這些能量以微波或激光的形式下傳，在地面上被接收并轉(zhuǎn)換成電能。然后并入商用電網(wǎng)，或以電解氫的方式存儲(chǔ)起來(lái)。

2
、列數(shù)字。說(shuō)明了測(cè)試微波和激光系統(tǒng)要求具備在外層空間建造超大形結(jié)構(gòu)的能力。

3
、在全球能源緊張、環(huán)保呼聲日漸高漲的大背景下提出來(lái)的。這項(xiàng)計(jì)劃有潛在的優(yōu)勢(shì)：在外層空間陽(yáng)光輻射能量比地面要高5
～10
倍，空間基站效率更高；空間基站可以一天24
小時(shí)工作，不受天氣影響；整個(gè)系統(tǒng)還非常清潔，不產(chǎn)生任何廢料和污染，而且安全。

4
、“最大”表程度，說(shuō)明能量損失不會(huì)超過(guò)10
％，體現(xiàn)了說(shuō)明文語(yǔ)言的準(zhǔn)確性。


本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/chuzhong/425164.html

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