當(dāng)世界各國(guó)都在為煤炭、原油和全球變暖焦頭爛額時(shí)，聯(lián)合國(guó)氣候大會(huì)中規(guī)模最小的一次會(huì)議正在展望解決能源問題的可能途徑。會(huì)議上，各國(guó)專家提出了許多奇思異想，例如種植海藻來吸收二氧化碳等。

　　其中，有一個(gè)想法格外引人注目，是因?yàn)樗�竟贏得了美國(guó)五角大樓這樣一位重量級(jí)的支持者。2007年10月，美國(guó)五角大樓國(guó)家安全太空辦公室(NSSO)悄然推出一份研究報(bào)告，建議美國(guó)政府在未來10年投入100億美元建造一顆能將10兆瓦太陽能傳回地球的試驗(yàn)衛(wèi)星，并為下一步的私人參與開發(fā)此技術(shù)提供經(jīng)濟(jì)激勵(lì)。這就是被稱為太空太陽能發(fā)電站的研究項(xiàng)目。從20世紀(jì)70年代起，人們就寄望它能為人類提供“價(jià)格合理、清潔、安全、可靠、可持續(xù)和可擴(kuò)展的能源”。

　　止步于高昂成本的夢(mèng)想

　　太空太陽能發(fā)電站的想法最初在1968年由美國(guó)麻省里特咨詢公司的工程師彼特•格拉斯提出。格拉斯設(shè)想了一個(gè)面積達(dá)50平方公里的太陽能電池板陣列，其中每塊電池板都能產(chǎn)生數(shù)千瓦的能量。人們用火箭將這些電池板送入地球同步軌道，并讓數(shù)百名宇航員在太空中完成組裝工作。在他的設(shè)計(jì)方案中，太空發(fā)電站的電池板能不斷調(diào)整角度以面對(duì)太陽，然后借助一個(gè)長(zhǎng)達(dá)1公里的微波天線將太陽能傳回地球。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，這個(gè)巨大的天線必須安裝在萬向裝置上，使它能自由旋轉(zhuǎn)而不受陣列中其他設(shè)備的影響。地面接收天線則更為壯觀，占地超過100平方公里。如果這個(gè)夢(mèng)想得以實(shí)現(xiàn)，它將成為最偉大的太空奇跡，國(guó)際空間站在它面前就不過是摩天大樓前的一間玩具房子。

　　由于大氣層外沒有大氣吸收、晝夜交替和云層遮擋，因此相同時(shí)間內(nèi)，太空發(fā)電站的發(fā)電量將是在地球上相同面積太陽能電站產(chǎn)能的20倍。這就意味著在距地球3.6萬公里的同步軌道上，每平方公里面朝太陽的衛(wèi)星都能不間斷地接收到1360瓦的太陽能，即使當(dāng)?shù)厍虮辉茖诱趽鯐r(shí)也是如此。

　　日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)高級(jí)任務(wù)研究中心主任森政弘說，即便將建設(shè)期間所需能量考慮進(jìn)去，太空發(fā)電站產(chǎn)生的能量也比地面上占地面積相同的太陽能發(fā)電站高5倍。

　　雖然太空發(fā)電站的大規(guī)模建設(shè)有望一舉解決溫室氣體排放和能源短缺問題，但美國(guó)在20世紀(jì)70年代進(jìn)行了初步研究后還是放棄了這種想法，因?yàn)槠浣ㄔO(shè)成本高得驚人。即使在今天，僅將一顆這樣的太陽能衛(wèi)星送進(jìn)太空就需要1萬億美元，而在太空建發(fā)電站至少需要十幾顆這樣的衛(wèi)星。高昂的成本，讓人類不得不止步。

　　助推夢(mèng)想的技術(shù)突破

　　雖然在太空建設(shè)發(fā)電站的計(jì)劃暫時(shí)擱置，但人類探索太空太陽能的腳步卻從未止步。美國(guó)太空太陽能專家約翰•曼金斯說，近年來太陽能領(lǐng)域的三大技術(shù)突破可使太陽能衛(wèi)星的大小和成本降到可接受的水平。曼金斯之前曾是美國(guó)宇航局的一位研究管理人員，現(xiàn)在他的可控能源技術(shù)公司(ManagedEnergyTech鄄nologies)則是太空太陽能領(lǐng)域研發(fā)的領(lǐng)頭羊。他解釋說，與20世紀(jì)70年代相比，如今的太陽能電池的效率提高了4倍，因此所需的電池板的面積可大大縮小。其次，微波傳送技術(shù)也大大提高，利用固定裝置就能使微波光束實(shí)現(xiàn)精確指向，而不再需要旋轉(zhuǎn)天線。因此可以用體積小、組裝簡(jiǎn)便的模塊天線替代原來1公里長(zhǎng)的天線。最后，機(jī)器人可以替代宇航員在太空中完成組裝工作。

　　在日本，太空發(fā)電站的研究更加如火如荼。20世紀(jì)80年代日本的多所大學(xué)就展開了相關(guān)研究。而日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)與日本經(jīng)產(chǎn)省共同資助1200萬美元的太空太陽能十年計(jì)劃也即將結(jié)束第一階段的研究。

　　作為宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)的一員，森政弘的目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)發(fā)電量為10億千瓦的太空發(fā)電站，并且要將建設(shè)成本控制在10億美元以下，每度電的成本也不高于8美分。與一般煤電每度5美分、核電每度10美分的成本相比，這個(gè)價(jià)格也算得上經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。為此，他設(shè)計(jì)了兩面巨大的鏡子，將太陽光聚集到兩個(gè)直徑為1.25公里的太陽能電池上，然后通過微波傳輸器將能量傳輸?shù)降厍颉?

　　日本神戶大學(xué)和無人太空實(shí)驗(yàn)自由飛行物研究所(USEF)的研究小組則從減少衛(wèi)星重量方面進(jìn)行研究。他們?cè)O(shè)計(jì)的太陽能電池板只有100平方米大，并且固定在控制衛(wèi)星上。雖然它不能調(diào)整角度面對(duì)太陽，但簡(jiǎn)單的裝置使重量大大減輕，發(fā)射成本也隨之下降。研究人員說，按照這一設(shè)計(jì)，發(fā)電站在建設(shè)初期就可以開始對(duì)地面供電，而模塊化的特點(diǎn)也使日后對(duì)它進(jìn)行擴(kuò)展非常容易。

　　美國(guó)國(guó)家安全太空辦公室(NSSO)則對(duì)太空太陽能的軍事用途感興趣。太空發(fā)電站傳輸回地球的微波束較為集中，因此如果給戰(zhàn)場(chǎng)上的士兵配發(fā)接收天線，他們就能隨時(shí)用微波對(duì)設(shè)備充電。另外，太空太陽能也能為邊遠(yuǎn)地區(qū)的軍事基地提供便利。而在這些地區(qū)，傳統(tǒng)供電方式每度電的成本在1美元以上。

　　除適用性和實(shí)用性外，發(fā)電站的安全性恐怕是人們最關(guān)心的問題。日本麻布大學(xué)的帕特里克•柯林斯卻認(rèn)為這種擔(dān)憂毫無必要，因?yàn)橐皇�低能微波的能量，還不如從微波爐中泄露出來的能量大。為確保安全，他建議在地面設(shè)置一個(gè)禁飛區(qū)和地面人員禁入?yún)^(qū)，用于接收從巨型衛(wèi)星上傳回的微波光束。

　　成本、性能、安全問題都已大大改善，太空發(fā)電站大展身手的時(shí)刻是否已經(jīng)到了呢?

　　令人期待的明日之星

　　隨著全球變暖和能源短缺問題日益緊迫，向太空要能源這一想法愈發(fā)顯得令人期待。日本無人太空實(shí)驗(yàn)自由飛行物研究所近期的一項(xiàng)研究顯示，太空發(fā)電站每度電的二氧化碳排放量?jī)H與核電相當(dāng)。美國(guó)國(guó)家航天學(xué)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)馬克•霍普金斯也說，太空太陽能可以提供無窮無盡的能源而不必?fù)?dān)憂二氧化碳的問題，何樂而不為呢？美國(guó)五角大樓在2007年10月的報(bào)告中則明確指出，和“向下鉆取能源”一樣，“向上鉆取能源”的工作必須立即著手開始。

　　響應(yīng)這一號(hào)召的人似乎不少。歐洲空間局已計(jì)劃在2008年2月29日召開一次太空太陽能的會(huì)議。作為太空發(fā)電站的支持者之一，美國(guó)太空島集團(tuán)已與一家歐洲公共事業(yè)公司以及印度政府就未來購買衛(wèi)星系統(tǒng)太陽能進(jìn)行了“非常積極”的商洽。

　　美國(guó)的另一位企業(yè)家凱文•里德則在2007年9月提出，帕勞群島中無人居住的海倫島是修建太空太陽能小型示范項(xiàng)目的理想場(chǎng)所。利用距地球480公里的衛(wèi)星，發(fā)電站能把1兆瓦的太陽能傳回地球，供1000個(gè)家庭使用。里德認(rèn)為他的公司在未來兩年內(nèi)就能開始生產(chǎn)超輕太陽能電池，并希望能從相關(guān)制造商獲得資金支持。他預(yù)計(jì)該項(xiàng)目成本約為8億美元，最早能在2012年完成。

　　而在羅伯特•肖克這位聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)的未來能源專家看來，太空能源并不是虛幻得像科幻小說。肖克說，委員會(huì)2007年度報(bào)告中之所以沒有提及太空能源的潛力，是因?yàn)閳?bào)告只涵蓋了2030年之前的能源問題。他說：“如果下世紀(jì)初看到人類大量使用太空能源，我不會(huì)感到驚訝，或許這個(gè)時(shí)刻還會(huì)來得更早些�！� (記者徐玢)