AI导读:

日本宇宙系统开发利用推进机构(JSS)计划测试从空中收集太阳能并传输回地面的技术,若成功,将在明年开始进入“太空发电”测试阶段,该技术面临规模化应用的成本挑战。

在卫星互联网领域取得一系列突破后,人类对“卫星光伏”技术的探索也将正式迈入实践测试的新纪元。

据当地媒体最新报道,日本宇宙系统开发利用推进机构(JSS)的一组研究人员计划在本周三进行一项前所未有的测试:从空中收集太阳能,并通过微波传输技术将其输送回地面。若此次测试取得圆满成功,该机构将于明年正式开启“太空发电”的测试阶段。

具体而言,研究团队将驾驶一架携带有太阳能电池板的飞机,在海拔5至7公里的高空飞行,通过飞机上的太阳能电池板收集太阳能,并将其转化为微波,再传输回地面的接收器。这些接收器位于日本中部长野县诹访区域,总面积达600平方米,共安装了13个接收装置,负责接收并转化微波为电能。

此次测试不仅标志着人类在太阳能传输技术上的重要突破,更为未来太空发电技术的实现奠定了坚实基础。若周三的测试一切顺利,JSS将在明年中旬进入下一阶段——测试卫星远距离发电传输的可行性。

早在上世纪60年代,科学家们便提出了基于太空的太阳能发电设想,即在距离地面3.6万公里的太空轨道上部署太阳能板,以实现不受天气限制的“全天候发电”。相较于地面太阳能农场,太空中的太阳能电池板在发电效率上有望高出10倍,且不会产生二氧化碳排放。

(图片来源:JSS)

然而,尽管这一设想提出已有数十年之久,但人类此前仅测试过距离地面数十米的太阳能传输。因此,本周三的测试无疑是一个具有里程碑意义的事件。

在下一阶段测试中,JSS的研究人员计划将太阳能电池板和传输天线安装在一颗重达150公斤的卫星上,从数百公里的高空发射电力。尽管这些测试若取得成功将标志着太空发电技术取得了重大进展,但该技术距离大规模商用仍面临成本方面的挑战。

项目技术委员会主席、京都大学教授Naoki Shinohara指出,当前最大的问题在于如何实现技术的规模化应用。据估算,要生成相当于一个核反应堆发电能力的100万千瓦电力,需要大约2平方公里面积的太阳能电池板。然而,这些材料的重量将达到惊人的1万吨。按照当前市场价格计算,在太空中建造如此规模的太阳能农场成本将超过1万亿日元(约合66.9亿美元),其中大部分费用将用于将太阳能电池板发射至太空轨道。