微波傳輸係統的核心為幾十萬個特高頻功率管組成的發射天線,它能夠將高壓直流電轉換成微波能,對準地麵接收天線發射,就好像雷達天線發射電波似的。其發射微波的最好頻率是2000~4000兆赫,就相當於波長7.5~15厘米。這樣相當於在太空空間與地麵間建立起了一條看不見的巨型電纜。
在地球的一端,地麵接收天線陣為一群蜂窩式排列的建築物,可以捕獲微波能量,能夠接入高壓直流電網,供給用戶。地麵接收天線陣分布在直徑13千米×9.5千米的橢圓區內,麵積約100平方千米,非常壯觀。橢圓中心的微波能是23毫瓦/平方厘米,邊緣是1毫瓦/平方厘米。
衛星太陽能電站屬於一個龐然大物,總質量在10萬噸以上。怎樣將這樣大的結構運送到軌道上進行安裝與運行,是一個大難題。現有的計劃都是先把材料與人員送到距地麵數百千米的低軌道上,然後再轉運到高空的地球同步軌道上。因為設計、材料與工作重點的不同,現在,有人提出了低軌安裝與高軌安裝兩種方案。其中,低軌安裝方案的設計者是美國約翰遜空間中心與波音公司,他們打算建造一座輸出功率為1000萬千瓦的裝置,兩端各有一個向外伸的發射天線,直徑大約為1千米,總質量為10萬噸。如果這個太空發電站計劃能夠順利實施,並且有效地利用的話,那麼在不久的將來,它就極有可能幫助人類解決能源危機。
逸聞趣事
太陽能
太陽能屬於清潔能源,與石油、煤炭等礦物燃料不一樣,不會引發“溫室效應”與全球性氣候變化,也不會造成環境汙染。所以,人類非常重視太陽能發電,各個國家也競相研發各種新技術與設備。其中,發射太陽能衛星,屬於最為簡單也是最實用的一種。
科學之窗
核電衛星的利弊
衛星的供電問題除了上述解決辦法,有的衛星還會用到核電源,比如放射性的同位素溫差發電器、核反應堆溫差發電器以及熱離子發電器等。它們大多采用原子核裂變從而釋放能量,最終發電的原理。這些能量全部以熱的形式輸出,經由熱電轉換器,轉換成電能。核電源的壽命很長,工作非常可靠,對太空空間存在的核輻射、強帶電粒子場和微流星等轟擊危險的承受能力很強。不過這種裝置價格昂貴,而且,一旦有衛星墜落,那麼核電源汙染環境的危害就會很大。