雖然太陽能是最豐富的能源之一，但它在地球表面是間歇性的，很大程度上取決于天氣。相比于地球表面，在太空中可以持續獲取陽光，太空中收集的太陽能能量大約是地球上太陽能電池板的5倍。美國國家空間學會2007年的一項研究估計，地球同步軌道上半英里長的光電帶一年產生的能量相當于地球上剩余的所有石油能量總和。

目前，研究人員不僅在研究如何從太空中捕獲太陽能，還在研究如何通過微波或紅外激光束將能量傳輸到地球。加州理工學院(Caltech)最近宣布，其名為“空間太陽能演示器”(Space Solar Power Demonstrator，簡稱SSPD)的原型機已于1月3日發射進入軌道。該樣機將測試用于在太空中收集太陽能的關鍵組件。

加州理工學院太空太陽能項目(Space Solar Power Project，簡稱SSPP)吸引了Irvine公司董事長、加州理工學院董事會終身成員Donald Brenn超過1億美元的投資。多功能演示器收集陽光，將其轉換為電能，并通過使用超輕結構集成的無線射頻來傳輸能量。它是Momentus Vigoride宇宙飛船的一部分，由SpaceX的一枚火箭在運輸6號任務中帶入太空。

SSPD部署技術

研究SSPD的工程師們探索了新的技術、體系結構以及復合材料，以克服重型太陽能電池和電力傳輸的挑戰。他們制造的部件和太陽能電池重量輕、足夠耐用，可以部署在不可預測的太空條件下。

50公斤的SSPD將測試該項目的三個關鍵組件:

DOLCE(Deployable on-Orbit ultraLightComposite Experiment，可部署在軌超輕復合材料實驗)：一個6英尺乘6英尺的結構，用于測試太陽能汽車和相控陣天線的新架構。它采用超薄復合材料，具有卓越的效率和靈活性。其模塊化和部署機制將構成一個千米規模的發電站；

ALBA(意大利語，意為“黎明”)：一組32種不同類型的光伏電池，用于評估惡劣空間條件下的電池類型。一次成功的測試將提供哪些太陽能電池可以在這些惡劣環境中有效可靠運行的數據；

MAPLE(Microwave Array for Power-transferLow-orbit Experiment，低軌道能量傳輸實驗微波陣列)：一種輕量級微波功率天線陣列，它具有精確的定時控制，聚焦于地球上的兩個不同接收器，可根據需要向多個特定目標進行選擇性遠程能量傳輸。它可以在不同空間條件下進行功能驗證和系統性能評估。

其他組件還有一個包含控制這些實驗的Vigoride計算機接口的電子設備盒。這個盒子里裝有監控實驗進展的攝像機。

定向無線傳輸是如何工作的?

電力發射陣列的概念是基于干擾的。如果一個源在空間中傳輸能量，那將是全方位的。但當兩個或多個源發射時，將會有一個區域存在“建設性”干擾，即來自所有源的能量相加；同樣也有能量波相互抵消的區域，即“破壞性”干擾。

如果天線陣列中的所有發射機都是同相的(同時發射)，將形成高方向性的高功率波束。加州理工學院的研究人員精確地控制陣列中每個天線的時間，改變其方向，將能量同時傳輸到多個接收器。天線分離及其相位在波束形成中起著重要作用。

發射驗證器進入軌道

作為Transporter-6任務的一部分，SSPD由SpaceX火箭運載的MomentusVigoride飛船所攜帶。火箭花了大約10分鐘到達所需的高度，之后Momentus飛船被部署到特定軌道上。

加州理工學院的研究小組計劃在幾周內開始他們的實驗。其中一些測試(如DOLCE)將快速執行，而其他測試則需要更多時間。太陽能電池數據的評估和收集將需要長達6個月的時間，以了解哪些技術是有效的。

審核編輯 ：李倩