日本突破性试验使从太空传递太阳能更接近现实

日本太空系统公司（JSS）的研究人员最近成功将高速飞行的喷气式飞机的能量无线传输到地面天线。这项成功的实验证实了多种工具的可行性，这些工具最终可能将太阳能从太空传输到地球。

与地面太阳能发电场相比，将能量发射到地面的低轨道太阳能电池板具有多重优势。由于没有地球大气层的干扰，它们可以收集到数倍于地面的能量。这些太阳能电池板阵列将以微波的形式向地球输送电力，微波在穿过大气层时仅损失5%的能量。

此外，保持适当的轨道能够使太阳能在夜间传输，确保不间断的全天候供应。科学家推测，来自太空的太阳能可以补充各种陆地和空中交通工具所需的能源，从而进一步减少碳排放。地面接收器的覆盖范围也比典型的太阳能或风力发电场小得多。

然而，这其中仍然存在一些障碍。在微波辐射的转换过程中，大量的能量会损失。此外，所有人造卫星都必须应对微陨石以及可能产生的太空垃圾。一些人还推测，轨道微波发射器可能成为大规模杀伤性武器。

JSS 早期实验证实了无线电力传输距离为 30 至 100 米，而最新测试则在 5 公里（3.1 英里）外的快速移动物体上取得了圆满成功。科学家们驾驶一架小型喷气式飞机飞越天线阵列，并从多个角度测量了能量接收情况，证明了其能够快速准确地改变微波传输方向的能力。

微波传输利用量子干涉效应，使来自多个源头的波同时反射，从而抵消除沿特定方向传播的波之外的所有波。这一概念类似于在水体中多个点上溅起波浪，形成相互补充的强波区，并平息波相互抵消的区域。

JSS 的最终计划是从距离地球 36，000 公里（22，369 英里）的轨道卫星发射能量。加州理工学院的研究人员于 2023 年完成了一项类似的实验。该校的微波阵列低轨道电力传输实验 (MPRTL) 从低地球轨道发射的能量足以为地面上的两盏 LED 灯供电。去年，加州一家初创公司提议出售利用配备镜子的卫星阵列从太空发射的太阳能。