科學(xué)家首次從太空向地球發(fā)射太陽(yáng)能
作者:焦點(diǎn) 來(lái)源:知識(shí) 瀏覽: 【大 中 小】 發(fā)布時(shí)間:2025-11-25 17:54:15 評(píng)論數(shù):

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(wú)線傳輸。(圖片來(lái)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(guò)太空無(wú)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(wú)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(wú)線電力傳輸是太空通過(guò)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(guò)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)教罩械慕邮掌鳎碧旎?yáng)能項(xiàng)目的聯(lián)合主任Ali Hajimiri博士在一份聲明中說(shuō)。“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(guò)它,但現(xiàn)在我們知道它可以在太空旅行中存活下來(lái),并在那里運(yùn)行。”
MAPLE通過(guò)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(wú)線傳輸,并在那里轉(zhuǎn)化為電能。這是用來(lái)點(diǎn)亮一對(duì)發(fā)光二極管。

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(lái)自楓樹(shù)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(méi)有人在太空中演示過(guò)無(wú)線能量傳輸,即使是用昂貴的剛性結(jié)構(gòu),”Hajimiri補(bǔ)充道。“我們正在用靈活、輕便的結(jié)構(gòu)和我們自己的集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。這是第一次!”

一張從太空拍攝的楓樹(shù)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(kāi)發(fā)MAPLE的Hajimiri解釋了能量在空間的無(wú)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(guò)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(shuō)。“就像放大鏡可以將光聚焦到一個(gè)小點(diǎn)上一樣,你可以通過(guò)這種方式來(lái)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(kāi)始的區(qū)域更小的區(qū)域。”
通過(guò)精確控制這一過(guò)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(guò)程。這將允許他們提供反饋,這些反饋將在將來(lái)指導(dǎo)系統(tǒng)的完全實(shí)現(xiàn)版本的開(kāi)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(wú)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(lái)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。”
