1968年,美国科学家彼得·格拉赛首先提出建造太阳能发电卫星的设想。
空间太阳能电站设在距地面35800千米高的赤道上空同步轨道上,站上装有巨型太阳能收集器,由太阳能电池使太阳能转换成为直流电能,然后再转换为微波能,由卫星微波发射天线传输到地面接收站,最后转换成电能。它与地面上的太阳能电站比较,具有两大优点:一是可以实现连续获取太阳能,二是不受大气和云层的影响,太阳能的利用效率比在地球上要高6至15倍。
由于空间太阳能电站的结构尺寸和重量都十分巨大,必须采用空间建造技术。要先在500千米高的近地轨道上设立空间基地,中转物资和人员,并进行各种设备和轨道间运载飞行器的生产,然后在35800千米高的同步轨道上建立一个同步轨道空间基地,在那里完成太阳能电站。建造一座500万千瓦的空间太阳能电站,需要500多人在太空工作半年时间,其中100人在近地轨道空间基地工作,400人在同步轨道空间基地上服务。
空间太阳能电站的建造,空间运输是关键。科学家设想中的运载工具,比现在的航天飞机要大得多,用两个类似航天飞机的有翼飞行器串联组成,总长度有154米,翼展80米,有效载荷为400吨。建造一个500万千瓦的空间太阳能电站,需要这种大型运载飞行器往返200次,才能把所需各种物资和材料送到500千米高的近地轨道。其次要有从地面到近地轨道的载入飞行器,可由现在的航天飞机为基础加以改进,总长94米,可载75人。第三是要有轨道间载物飞行器,有效载荷能力达4000吨。第四是要有轨道间载人飞行器,总长56米,直径9.5米,每次可载160人。第五要有同步轨道内载人飞行器,用于运送太阳能电站的空间维修人员。
(图)卫星太阳能发电站要占据超过52平方千米的地方。它在地球低轨道生产和安装,由航天飞机提供保障。其生产能量可通过微波传送给地球,并转换成电能。到21世纪,人类将可以在空间建立起实用的太阳能电站。
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