2016-02-17 22:22 浏览 评论
先说微波。1941年,一部短篇科幻小说《推理》问世,作者是科幻史上的三巨头之一艾萨克·阿西莫夫。故事的场景是一个在太空中收集太阳能的空间站,这座空间站把收集到的能量用微波传送到周围的行星。小说问世大概30年后,美国航天工程师彼得·格雷泽提出了太阳能发电卫星的概念卫星的太阳能电池板收集能量,然后用微波把能量传送回地面。
这样做的好处是太空中的太阳光更强,而且可以24小时不间断。问题来了,在这位工程师的设想中,卫星上发射微波的天线要1平方千米那么大,把这么大的东西送上太空并不容易,而且地面站需要更大尺寸的微波接收天线。20世纪70年代末,美国能源部和美国航空航天局评估了这个项目,结论是未知因素太多,无法准确判断。20世纪90年代,美国航空航天局重新评估它,结果还是一样,要等到航天发射变得很便宜时才有可能。
无线输电;无线充电原理;无线能量传输
日本科学家并不这么想,2014年,日本宇航研究开发机构(JAXA)的教授司理佐佐木撰文曝料,日本要在25年内把太阳能卫星变成现实,计划在东京湾建造一个拥有50亿台微波天线的、3千米长的人工岛,用来接收卫星发射的微波束。为什么日本如此急切?第一,日本没有多少石油资源;第二,日本缺少可以利用风能、太阳能的辽阔土地;第三,福岛核电站的事故让人对核电很害怕。他们并没有纸上谈兵,2015年3月,三菱重工成功进行了一次功率10千瓦的微波能量传输实验,传送距离500米。
无线输电;无线充电原理;无线能量传输
发射太空飞船是利用微波能量传输的另一设想。位于科罗拉多州的初创公司“逃逸动力学”(Escape Dynamics)专门研究利用微波为飞行器无线传输能量。他们的目标是实现以微波辐射为动力的太空飞行。太空飞船在起飞和飞行过程中受到地面微波站的辐射,从而获得动力,无须使用传统的化学燃料。太空飞船使用热推进器,以氢作为工作流体氢以液体的形式储藏于一个低温罐内,里面出来的氢气经由涡轮泵加压到150个标准大气压,然后进入热交换器;热交换器吸收微波能量,把氢气加热到2000 ℃,最后从喷管喷出,从而推进飞船飞行。顺便提一句,热交换推进技术并不是什么新发明,有兴趣的读者可以上网搜搜20世纪60年代的火箭飞行器核引擎(NERVA)。