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科學(xué)家首次從太空向地球發(fā)射太陽(yáng)能

發(fā)表于 2025-12-05 14:19:28 來源：桑間濮上網(wǎng)

MAPLE內(nèi)部的科學(xué)圖像，它是家首空間太陽(yáng)能動(dòng)力演示器上的儀器，實(shí)現(xiàn)了能量在空間的太空濟(jì)南模特包夜（微信199-7144-9724）提供一二線城市可以真實(shí)可靠快速安排30分鐘到達(dá)無線傳輸。(圖片來源:加州理工學(xué)院)
（神秘的向地地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（羅伯特·李）：一個(gè)太空太陽(yáng)能原型首次展示了其通過太空無線傳輸能量并將可檢測(cè)的能量導(dǎo)向地球的能力。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)證明了從太空中獲取太陽(yáng)能這種近乎無限的射太能源供應(yīng)的可行性。
因?yàn)樘罩械目茖W(xué)太陽(yáng)能不受晝夜、云層遮蔽或地球天氣等因素的家首影響，所以它總是太空可用的。事實(shí)上，向地?fù)?jù)估計(jì)，射太在地球表面的科學(xué)濟(jì)南模特包夜（微信199-7144-9724）提供一二線城市可以真實(shí)可靠快速安排30分鐘到達(dá)任何地方，天基收割機(jī)產(chǎn)生的家首電力都可能比太陽(yáng)能電池板多八倍。
無線電力傳輸是太空通過電力傳輸?shù)蛙壍缹?shí)驗(yàn)微波陣列(MAPLE)實(shí)現(xiàn)的，這是向地一個(gè)靈活輕便的微波電力發(fā)射器陣列，是射太空間太陽(yáng)能發(fā)電演示器(SSPD-1)攜帶的三個(gè)儀器之一。
SSPD 1號(hào)于2023年1月發(fā)射，是加州理工學(xué)院(Caltech)太空太陽(yáng)能項(xiàng)目(SSPP)的一部分，其主要目標(biāo)是在太空中收獲太陽(yáng)能，然后將其傳輸?shù)降厍虮砻妗?br>“通過迄今為止我們進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，我們得到了證實(shí)，MAPLE可以成功地將電力傳輸?shù)教罩械慕邮掌?，”天基太?yáng)能項(xiàng)目的聯(lián)合主任Ali Hajimiri博士在一份聲明中說。“我們還能夠?qū)﹃嚵羞M(jìn)行編程，使其能量指向地球，這是我們?cè)诩又堇砉W(xué)院檢測(cè)到的。當(dāng)然，我們已經(jīng)在地球上測(cè)試過它，但現(xiàn)在我們知道它可以在太空旅行中存活下來，并在那里運(yùn)行。”
MAPLE通過將能量從一個(gè)發(fā)射器發(fā)送到大約一英尺遠(yuǎn)的兩個(gè)獨(dú)立的接收器陣列，展示了能量在太空中的無線傳輸，并在那里轉(zhuǎn)化為電能。這是用來點(diǎn)亮一對(duì)發(fā)光二極管。
科學(xué)家首次從太空向地球發(fā)射太陽(yáng)能

SSPD一號(hào)的科學(xué)家們正在加州理工學(xué)院摩爾實(shí)驗(yàn)室的屋頂上檢測(cè)來自楓樹的能量。(圖片鳴謝:阿里·哈吉米里/卡萊奇)
該儀器然后將能量從安裝在該裝置上的一個(gè)小窗口傳送到加州理工學(xué)院帕薩迪納校區(qū)戈登和貝蒂·摩爾工程實(shí)驗(yàn)室的屋頂上。
由于MAPLE不是密封的，該實(shí)驗(yàn)還展示了它在太空的惡劣環(huán)境中工作的能力，同時(shí)經(jīng)受溫度的大幅波動(dòng)和暴露在太陽(yáng)輻射下。這種樣機(jī)所經(jīng)歷的條件將很快被大規(guī)模的SSPP機(jī)組感受到。
“據(jù)我們所知，還沒有人在太空中演示過無線能量傳輸，即使是用昂貴的剛性結(jié)構(gòu)，”Hajimiri補(bǔ)充道?！拔覀冋谟渺`活、輕便的結(jié)構(gòu)和我們自己的集成電路來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。這是第一次！”
科學(xué)家首次從太空向地球發(fā)射太陽(yáng)能

一張從太空拍攝的楓樹內(nèi)部的照片，發(fā)射陣列在右邊，接收器在左邊。(圖片鳴謝:SSPP)
在加州理工學(xué)院的一段視頻中，領(lǐng)導(dǎo)加州理工學(xué)院開發(fā)MAPLE的Hajimiri解釋了能量在空間的無線傳輸是如何基于一種叫做“干涉”的量子現(xiàn)象的。
干涉是由于光的波動(dòng)性而產(chǎn)生的。當(dāng)兩個(gè)光波重疊時(shí)，如果它們同相，則波對(duì)齊，并且波峰相遇并產(chǎn)生更大的波峰，其高度是兩個(gè)原始波峰的總和。這叫做相長(zhǎng)干涉。
然而，如果光波是異相的，并且在未對(duì)準(zhǔn)時(shí)重疊，則波峰可能會(huì)遇到波谷，兩者會(huì)互相抵消，這個(gè)過程稱為相消干涉。
“如果你有多個(gè)在同一階段協(xié)同工作的能源，你實(shí)際上可以將能量導(dǎo)向一個(gè)方向，所以所有的能源只會(huì)在一個(gè)方向上增加，而在所有其他方向上相互抵消，”Hajimiri說?！熬拖穹糯箸R可以將光聚焦到一個(gè)小點(diǎn)上一樣，你可以通過這種方式來控制時(shí)間，這樣你就可以將所有的能量聚焦在一個(gè)比你開始的區(qū)域更小的區(qū)域?！?br>通過精確控制這一過程的時(shí)間，能量的方向可以在納秒的范圍內(nèi)非常迅速地調(diào)整，功率可以被重定向到基于空間的接收器甚至地球上的接收器。這使得能量可以被引導(dǎo)到期望的位置，而不是其他地方，并且所有這些都可以在不需要任何移動(dòng)機(jī)械部件的情況下完成。
Hajimiri和他的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在評(píng)估組成MAPLE的各個(gè)單元的性能。一個(gè)耗時(shí)長(zhǎng)達(dá)六個(gè)月的艱苦過程。這將允許他們提供反饋，這些反饋將在將來指導(dǎo)系統(tǒng)的完全實(shí)現(xiàn)版本的開發(fā)。
按照計(jì)劃，SSPP最終將由一組模塊化的航天器組成，這些航天器收集陽(yáng)光，將其轉(zhuǎn)化為電能，并將其轉(zhuǎn)化為微波，然后將其傳播到很遠(yuǎn)的地方，包括需要能量的地方。這可能包括全球現(xiàn)有能源基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)不足的地區(qū)。
Hajimiri總結(jié)道:“就像互聯(lián)網(wǎng)使信息的獲取民主化一樣，我們希望無線能源傳輸也能使能源的獲取民主化。”“地面上不需要能量傳輸基礎(chǔ)設(shè)施來接收這種能量。這意味著我們可以向偏遠(yuǎn)地區(qū)和遭受戰(zhàn)爭(zhēng)或自然災(zāi)害破壞的地區(qū)輸送能源?！?/table>