1941 年 4 月的《Astounding Science Fiction》杂志刊登了艾萨克·阿西莫夫的《Reason》一文，该文后来被收录在《I, Robot》集中。阿西莫夫《机器人》系列中的故事设定在一个将微波形式的能量直接传输到行星的空间站。
三十多年后，彼得·格拉泽 (Peter Glaser)，一位曾参与过阿波罗登月任务等项目的 NASA 工程师，为将阿西莫夫的设想变为现实迈出了重要一步。格拉泽设计了一个系统——并于 1973 年获得了专利——该系统将利用安装在卫星上的太阳能电池板将太阳能转换为微波，然后将该能量传回地球。
当时，设想一个像格拉泽那样的轨道系统“在概念上是可能的”，哈里·阿特沃特 (Harry Atwater) 说，“但将其运送到那里的成本是天文数字。”
太空能源的突破
然而，近年来，太空发射成本急剧下降，使得从太空向地球传输能量的想法变得更加可行。事实上，阿特沃特是加州理工学院一个刚刚完成此事的团队的成员。至少他们证明了这是可以做到的。
2023 年 6 月，他们将能量从太空中的一颗卫星传输到了他们加州理工学院实验室屋顶上的一个接收器。能量不多——只够点亮两个 LED 灯——但这是一个重要的进步。美国海军研究实验室的电气工程师保罗·贾菲 (Paul Jaffe) 也在海军研究实验室从事类似技术的研发，并且参与了许多促成这一技术突破的进展。
太空太阳能的优缺点
与陆基太阳能相比，太空太阳能有一个巨大的优势：它全天候可用，不受任何天气影响，而且不需要电池。因此，专家表示，在阳光不足的时段和地点，它可以作为太阳能的补充。
贾菲补充说，这项技术也有助于为灾区、没有现有能源基础设施的地区以及军事应用提供能源。
然而，挑战之一是成本。太空发射成本有所下降，所涉及的大部分技术也是如此，但仍然价格昂贵。与此同时，正如贾菲所说，陆基太阳能已经变得“便宜得离谱”。太空太阳能很难与之竞争。
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对太空使用太阳能电池板的担忧
贾菲称这是一个非常令人兴奋的进展，但警告说这仍是该技术的早期阶段。“这其中有很多不确定性，”他说。而且不仅仅是技术挑战，还有监管和经济问题。“我认为这是我们必须调查的关键领域，但肯定不能保证它能达到为电网供电所需的水平，”他说。
将太空太阳能电池板的太阳能传输到地球上的接收天线意味着大量的微波在空气中穿梭。这安全吗？是的，很安全，加州理工学院团队成员阿里·哈吉米里 (Ali Hajimiri) 说。
有了这项技术，微波会分散开，因此不会达到危险的密度。事实上，它们不会比在阳光明媚的日子里站在外面更危险。
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全球太空能源竞赛
加州理工学院的团队并非是唯一从事这项技术的人。2021 年，英国政府委托的一份报告发现，太空太阳能最早可能在 2040 年为英国提供大量的能源需求，促使英国政府投资 430 万英镑用于该项目。
欧盟、中国和新西兰等地的其他团队也在努力开发这项太空时代的技术，还有一些私营公司也是如此。这看起来就像一场 21 世纪的太空竞赛。但这不一定是一场争夺谁先到达的竞赛。
贾菲认为国际合作是可能的。他指出，如今蓬勃发展的全球卫星通信系统是政府推动的国际合作的成果。贾菲说：“太阳能卫星也可以实现类似的事情。这只需要一个或多个国家站出来，凭借远见卓识的领导力来推动它。”
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