當(dāng)世界各國都在為煤炭、原油和全球變暖焦頭爛額時，聯(lián)合國氣候大會中規(guī)模最小的一次會議正在展望解決能源問題的可能途徑。會議上，各國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，有一個想法格外引人注目，是因為它竟贏得了美國五角大樓這樣一位重量級的支持者。2007年10月，美國五角大樓國家安全太空辦公室(NSSO)悄然推出一份研究報告，建議美國政府在未來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)濟激勵。這就是被稱為太空太陽能發(fā)電站的研究項目。從20世紀70年代起，人們就寄望它能為人類提供“價格合理、清潔、安全、可靠、可持續(xù)和可擴展的能源”。

　　止步于高昂成本的夢想

　　太空太陽能發(fā)電站的想法最初在1968年由美國麻省里特咨詢公司的工程師彼特•格拉斯提出。格拉斯設(shè)想了一個面積達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)計方案中，太空發(fā)電站的電池板能不斷調(diào)整角度以面對太陽，然后借助一個長達1公里的微波天線將太陽能傳回地球。為實現(xiàn)這一目標，這個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。如果這個夢想得以實現(xiàn)，它將成為最偉大的太空奇跡，國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也是如此。

　　日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)(JAXA)高級任務(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，但美國在20世紀70年代進行了初步研究后還是放棄了這種想法，因為其建設(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。

　　助推夢想的技術(shù)突破

　　雖然在太空建設(shè)發(fā)電站的計劃暫時擱置，但人類探索太空太陽能的腳步卻從未止步。美國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、組裝簡便的模塊天線替代原來1公里長的天線。最后，機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)機構(gòu)的一員，森政弘的目標是建設(shè)一個發(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，這個價格也算得上經(jīng)濟實惠。為此，他設(shè)計了兩面巨大的鏡子，將太陽光聚集到兩個直徑為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)和無人太空實驗自由飛行物研究所(USEF)的研究小組則從減少衛(wèi)星重量方面進行研究。他們設(shè)計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)整角度面對太陽，但簡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，發(fā)電站在建設(shè)初期就可以開始對地面供電，而模塊化的特點也使日后對它進行擴展非常容易。

　　美國國家安全太空辦公室(NSSO)則對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)場上的士兵配發(fā)接收天線，他們就能隨時用微波對設(shè)備充電。另外，太空太陽能也能為邊遠地區(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•柯林斯卻認為這種擔(dān)憂毫無必要，因為一束低能微波的能量，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。日本無人太空實驗自由飛行物研究所近期的一項研究顯示，太空發(fā)電站每度電的二氧化碳排放量僅與核電相當(dāng)。美國國家航天學(xué)會副會長馬克•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擔(dān)憂二氧化碳的問題，何樂而不為呢？美國五角大樓在2007年10月的報告中則明確指出，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)這一號召的人似乎不少。歐洲空間局已計劃在2008年2月29日召開一次太空太陽能的會議。作為太空發(fā)電站的支持者之一，美國太空島集團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)太陽能進行了“非常積極”的商洽。

　　美國的另一位企業(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目的理想場所。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個家庭使用。里德認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)計該項目成本約為8億美元，最早能在2012年完成。

　　而在羅伯特•肖克這位聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會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2007年度報告中之所以沒有提及太空能源的潛力，是因為報告只涵蓋了2030年之前的能源問題。他說：“如果下世紀初看到人類大量使用太空能源，我不會感到驚訝，或許這個時刻還會來得更早些�！� (記者徐玢)