卫星看上去就像是一个鸡尾酒杯，它内装光伏板，可将太阳能转化成微波。微波会传输给地球上的发电站，后者接收后将微波转换成电，然后传输给消费者。（资料图片）

　　（此图由Gettyimages提供）

　　卫星系统由数千个纤薄而弯曲的类似镜子的组件构成。

　　微波会从“鸡尾酒杯”的底部传给地球。

　　美国工程师正在研制一种可为地球供电的卫星，专家呼吁我国也应加快研发步伐

　　目前，前美国宇航局工程师正在研制一种鸡尾酒杯形卫星，声称能够在2025年满足人类三分之一的用电需求。这并非痴人说梦，基于在未来十年可能逐步实现的无线传输技术，这个奇思妙想完全可能变成现实。华南理工大学电力学院副院长张波教授在采访中表示，别说三分之一，就算能满足地球百分之一的用电需要，对人类未来发展的影响都会是巨大的。他呼吁我国要重视这一领域技术的革新发展，现在不争取分得一杯羹，未来单是付给美国的专利费就有可能是天文数字。

　　文：记者 李文

　　打造鸡尾酒杯形卫星来为地球供电

　　前美国宇航局(简称NASA)工程师约翰-曼金斯博士正在研制的这种鸡尾酒杯形卫星名为“SPS-ALPHA”(“随机性大型相位阵列太阳能人造卫星”的英文首字母缩写)。它由宇航局委托曼金斯研制，旨在探索利用部署在太空中的太阳能电池板向地球传输能量的可能性。

　　SPS-ALPHA系统由数千个薄而弯曲的类似镜子的组件构成，可以移动以便让所能收集到的太阳能实现最大化。SPS-ALPHA内安装光伏板，将太阳能转化成微波。微波随后从这个“鸡尾酒杯”的底部传给地球。

　　曼金斯博士在接受采访时指出，如果资金到位，SPS-ALPHA最早可在2025年发射升空。他说：“一个太阳能卫星阵列便可以满足人类三分之一的用电需求。”

　　根据曼金斯的设想，SPS-ALPHA会将收集的太阳能转化成微波，而后传输给地球上的发电站，后者接收后将微波转换成电，然后传输给消费者。他指出，SPS-ALPHA的成本低于其他一些方式，例如环绕地球的单一阵列。在宇航局的网站上，曼金斯将这一项目称之为“一种新奇的仿生方式，应对利用太空太阳能时受到的挑战”。

　　他说：“如果取得成功，可向地球远程传输10~1000兆瓦具有经济可承受性的电量。借助于无线能量传输，电量会被传输给地球上有着用电需求的市场。”

　　终极目标：打造卫星群 为整座城市供电

　　太空太阳能的可用量是地球上的数十亿倍，向太阳要能量长久以来就被视为满足日益增长的能源需求的一个解决之道。2012年，斯特莱斯克莱德大学的研究人员在太空测试一种装置，可用于收集能量并以微波或者激光束的形式传回地球。这项测试是曼金斯领导的宇航局先进理念研究所的一项研究的组成部分。斯特莱斯克莱德大学扮演的角色是为这一项目的结构组件研发出具有革新性的解决方案。

　　研究人员的终极目标是打造一个卫星群，能够在将来的某一天为整座城市供电。最初，这种微型卫星并不能取代电网。它们的优势在于可以快速为灾区或者难以到达的偏远地区供电。地球上的接收器负责将接收到的微波或者激光束转化成电。斯特莱斯克莱德大学的马斯米利亚诺-瓦斯勒博士指出：“太空是收集太阳能的一个理想之地，拥有巨大优势。在太空中，你可以在一天中的任何时刻收集太阳能同时不会受到天气条件的制约。”

　  专家视点

　　十年后，无线输电或能变成现实

　　华南理工大学电力学院副院长张波教授在接受本报采访时表示，从太空向地球输电，技术的核心是无线传输技术。虽然这听起来科幻味道十足，但实际上，很有可能仅在十年以后，这项技术就有可能逐步变成现实。“早在2008年，《科学》杂志就已经刊登了一篇由美国麻省理工学院的科学家写的论文。他们已经通过理论和实验证明，磁谐振可以实现中距离无线输电。在无线传输研究领域，美国、日本、德国、爱尔兰等国家都已经有长足的发展。但在我国，当时电工学科学界的主流仍认为这是不可能实现的、太过遥远的东西。然而，太阳能是公用的，不管谁占领了先机，因为专利的问题，后来者再发展就会有很大困难。”他说，“太阳能卫星的报道虽然看起来是新闻，但其技术恐怕已经研发到一定程度了。不争取在竞争中分得一杯羹，取得一些创新和专利，未来想利用时，将可能是二十年的差距，单是付给美国的专利费就有可能是天文数字。”

　　张波认为，在外太空利用卫星平台来发电传输回地球，虽然建造设备成本不菲，但在技术上并不是难题。而且，相比在地球上占用大量土地来建设电站，把电站建在外太空的做法是相当节省成本的。无偿而且强度更高的太阳能资源，是美国、日本等国潜心研究的动力所在。

　　未来可为行驶中的汽车、飞机无线充电

　　出门在外，手机没电了，到处找充电器、找插头，这样的尴尬如果有成熟的无线传输技术，就会迎刃而解。就像使用WIFI一样，只要有店家的特殊频率、密码，支付少许费用，就可以在喝咖啡、等公交或飞机时，随时给移动设备充电。在高速公路上，使用电能的汽车也可以边行驶边充电，这也是无线传输技术为人类未来描画的环保节能愿景。

　　但目前，利用微波来进行无线传输的效率仍只有10%左右。张波认为，就像玻璃纤维在解决了如何高效传输信息这个关键问题后光纤成为我们生活中必不可少的技术一样，如果关于无线传输的终极理论一旦被发现，那么它将成为人类未来生活中不可缺少的一部分。“基于太空的太阳能利用，一旦能解决效率的问题，就有工业化的前景。在我看来，它会是我们能源利用方式的重要补充。”张波说，“给地球供应1/3的电力，从能源角度来讲，绝对不是问题。哪怕能提供1%不时之需的电量，都是不得了的技术革命。”

　　张波指出，未来，这种技术也很有可能用于军事，而一旦用于军事，首先掌握这种技术的国家就会占尽先机。比如，战斗机在空中执行任务，燃油耗尽就必须降落补充燃料，但如果能直接通过无线传输，从太空获得太阳能并转化成电能，其续航能力将大大增加。哪怕是能多飞20分钟，也能扭转战局。航母等水上舰艇，也可以借此大大减小动力荷载。从能源战略的角度来讲，我国更不应该忽视无线传输的研究以及基于太空的太阳能利用。

　　对于公众而言，对这一技术最大的担忧倒不是效率问题，而是安全问题。对此，张波表示：“微波对人体的健康会有一定影响。如果能在近地用磁感应、磁谐振的方式来进行传输就可以解决。磁场不像电场，对人体的危害是比较小的。比如我们地球人天生就处在南北两极的磁场中间，也经常用磁疗来做治疗。”