SpaceX火箭携带太阳能发电进太空！

虽然太阳能是最丰富的能源之一，但它在地球表面是间歇性的，很大程度上取决于天气。相比于地球表面，在太空中可以持续获取阳光，太空中收集的太阳能能量大约是地球上太阳能电池板的5倍。美国国家空间学会2007年的一项研究估计，地球同步轨道上半英里长的光电带一年产生的能量相当于地球上剩余的所有石油能量总和。

目前，研究人员不仅在研究如何从太空中捕获太阳能，还在研究如何通过微波或红外激光束将能量传输到地球。加州理工学院(Caltech)最近宣布，其名为“空间太阳能演示器”(Space Solar Power Demonstrator，简称SSPD)的原型机已于1月3日发射进入轨道。该样机将测试用于在太空中收集太阳能的关键组件。

加州理工学院太空太阳能项目(Space Solar Power Project，简称SSPP)吸引了Irvine公司董事长、加州理工学院董事会终身成员Donald Brenn超过1亿美元的投资。多功能演示器收集阳光，将其转换为电能，并通过使用超轻结构集成的无线射频来传输能量。它是Momentus Vigoride宇宙飞船的一部分，由SpaceX的一枚火箭在运输6号任务中带入太空。

SSPD部署技术

研究SSPD的工程师们探索了新的技术、体系结构以及复合材料，以克服重型太阳能电池和电力传输的挑战。他们制造的部件和太阳能电池重量轻、足够耐用，可以部署在不可预测的太空条件下。

50公斤的SSPD将测试该项目的三个关键组件:

• DOLCE(Deployable on-Orbit ultraLight Composite Experiment，可部署在轨超轻复合材料实验)：一个6英尺乘6英尺的结构，用于测试太阳能汽车和相控阵天线的新架构。它采用超薄复合材料，具有卓越的效率和灵活性。其模块化和部署机制将构成一个千米规模的发电站；

  
  

• ALBA(意大利语，意为“黎明”)：一组32种不同类型的光伏电池，用于评估恶劣空间条件下的电池类型。一次成功的测试将提供哪些太阳能电池可以在这些恶劣环境中有效可靠运行的数据；

  
  

• MAPLE(Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment，低轨道能量传输实验微波阵列)：一种轻量级微波功率天线阵列，它具有精确的定时控制，聚焦于地球上的两个不同接收器，可根据需要向多个特定目标进行选择性远程能量传输。它可以在不同空间条件下进行功能验证和系统性能评估。

  
  

  

  
  

其他组件还有一个包含控制这些实验的Vigoride计算机接口的电子设备盒。这个盒子里装有监控实验进展的摄像机。

定向无线传输是如何工作的?

电力发射阵列的概念是基于干扰的。如果一个源在空间中传输能量，那将是全方位的。但当两个或多个源发射时，将会有一个区域存在“建设性”干扰，即来自所有源的能量相加；同样也有能量波相互抵消的区域，即“破坏性”干扰。

如果天线阵列中的所有发射机都是同相的(同时发射)，将形成高方向性的高功率波束。加州理工学院的研究人员精确地控制阵列中每个天线的时间，改变其方向，将能量同时传输到多个接收器。天线分离及其相位在波束形成中起着重要作用。

发射验证器进入轨道

作为Transporter-6任务的一部分，SSPD由SpaceX火箭运载的Momentus Vigoride飞船所携带。火箭花了大约10分钟到达所需的高度，之后Momentus飞船被部署到特定轨道上。

加州理工学院的研究小组计划在几周内开始他们的实验。其中一些测试(如DOLCE)将快速执行，而其他测试则需要更多时间。太阳能电池数据的评估和收集将需要长达6个月的时间，以了解哪些技术是有效的。