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(資料圖片)

為什么研究人員想在太空中收集太陽(yáng)能？他們認(rèn)為在太空中24小時(shí)可以獲得幾乎無(wú)限的太陽(yáng)能，沒(méi)有大氣層的阻礙，更不用說(shuō)受天氣或障礙物影響。每平方米太陽(yáng)能電池板在太空中的能源潛力是地球上的八倍。問(wèn)題一直是如何做到這一點(diǎn)--以及事實(shí)上，它將花費(fèi)多少錢(qián)。在太空中發(fā)射、組裝和維護(hù)設(shè)備的成本是天文數(shù)字。一個(gè)有價(jià)值的太空太陽(yáng)能裝置的規(guī)模是令人難以置信的，而前所未有的問(wèn)題在旅程的每一步都帶來(lái)巨大的障礙。

加州理工學(xué)院的一個(gè)團(tuán)隊(duì)并不氣餒，而且確實(shí)被這一挑戰(zhàn)所激勵(lì)，他們已經(jīng)在太空太陽(yáng)能項(xiàng)目上工作了近十年。早在2013年，Irvine公司董事長(zhǎng)(Donald Bren就為該項(xiàng)目提供了超過(guò)1億美元的驚人捐贈(zèng)--這筆捐贈(zèng)最近才被披露，2015年諾斯羅普-格魯曼公司又為該項(xiàng)目提供了1750萬(wàn)美元的資金。

該項(xiàng)目基本上是在三個(gè)方面進(jìn)行的。一個(gè)小組一直在研究重量極輕的高效光伏電池，其功率重量比甚至比目前在國(guó)際空間站和現(xiàn)代衛(wèi)星上使用的太陽(yáng)能電池板高出50-100倍。

第二個(gè)團(tuán)隊(duì)專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)超輕、微型、低成本的設(shè)備，將來(lái)自太陽(yáng)能電池板的直流電轉(zhuǎn)換為射頻功率，然后將其傳送到地球上，使用相位操縱將光束電子化地引導(dǎo)到地面上的接收器陣列。

這兩個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將他們的進(jìn)展結(jié)合到一個(gè)“瓦片”的功能原型中--大約10平方厘米，結(jié)合了太陽(yáng)能捕獲、轉(zhuǎn)換為射頻和無(wú)線(xiàn)傳輸。這些高度集成、非常靈活的“瓦片”，每塊的重量不到十分之一盎司（不到2.8克），它們被設(shè)計(jì)成可折疊的配置，基本上沒(méi)有浪費(fèi)的空間，被放入運(yùn)載火箭并送入軌道，在那里它們會(huì)自己展開(kāi)。

因此，整個(gè)空間太陽(yáng)能陣列被設(shè)想為一個(gè)超模塊化的組件。這些“瓦片”被設(shè)計(jì)成2米寬的條狀，長(zhǎng)度可達(dá)60米。這些條狀物被整合成大約60×60米的模塊。

因此，第三個(gè)小組一直在研究如何建立一個(gè)全尺寸的陣列，將數(shù)以千計(jì)的“瓦片”組合成模塊，并將數(shù)以千計(jì)的模塊組合成一個(gè)巨大的太陽(yáng)能收集和傳輸陣列，面積約為9平方公里。這個(gè)小組得到的挑戰(zhàn)是為這些模塊創(chuàng)造超輕、超薄的空間結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)可以非常緊密地折疊起來(lái)，然后自主地展開(kāi)成巨大的模塊，并在陣列像飛毯一樣在太空中呼嘯時(shí)保持其形狀和位置。

這個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)做了一些驚人的工作；受日本折紙和卷紙的啟發(fā)，他們已經(jīng)設(shè)計(jì)并制作了卷曲、折疊、自組裝的結(jié)構(gòu)原型--包括可卷曲的接頭--每平方米僅重150克。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能電池板加州理工學(xué)院每平方米