美國衛星首次成功向地球傳送太陽能 證明「天基能源」步向現實 中國「逐日工程」空間太陽能電站實驗 早已開始

在太空中收集太陽能並傳回地球，已出現研究突破。

6月1日，實驗搭建者、美國加州理工學院宣佈，1月發射的一顆衛星已將微波束的能量導向太空中的目標，甚至還將一部分能量發送到地球的探測器上。歐洲空間局（ESA）太空科學家維珍頓(Sanjay Vijendran)說，「以前沒有人這樣做過，他們通過展示這種能力，為這個夢想的實現增加了信心。」

加州理工學院順利將電力轉成微波，讓衛星能將太陽能直接傳遞到地面使用。

長期以來，可靠性一直是太空太陽能發電面臨的挑戰。為了產生與典型的燃煤或核電站一樣多的電力，衛星需要覆蓋方圓數公里的收集區域，需要數百次發射和在軌組裝。美國太空總署在20世紀70年代能源危機期間策劃了一次任務，但以當時的技術，這項由太空梭搭載衛星升空並由太空人組裝的任務將耗資1萬億美元。費用太高，無甚可為，從那以後，就很少有人提及了。

如今，太空發生了變化。太陽能電池和微波光束更便宜、更高效。組裝機器人將很快進入軌道，SpaceX等公司已經大幅削減了發射成本。歐洲空間局和英國政府最近委託有關機構進行的研究表明，大型太空軌道發電機很快就能以與地面核電站相若的成本發電。

加州理工學院的這項任務旨在更進一步開發輕便、廉價和靈活的部件。微波發射器是一個由32個平面天線組成的陣列，排列在比餐盤稍大的表面上。通過改變發送到不同天線的信號的時間，研究人員可以控制陣列的波束。他們把它對準一對微波接收器，然後隨意將光束從一個接收器切換到另一個接收器，並點亮每個接收器上的LED。

微波發射器的發射功率很小，只有200毫瓦，比手機攝像頭的光還暗。但該團隊仍然能夠將微波束引向地球，並用接收器探測到它。加州理工學院電氣工程師夏占偉(Ali Hajimiri)說，「這是一個概念驗證，它表明了整個系統可以做什麼。」

加州理工學院的航天器還有兩個計畫中的實驗。其中一個正在測試32種不同的太陽能電池，看哪一種能耐得住嚴酷的太空環境。第二個是一塊折疊的超輕複合材料，它將展開成為一個兩米寬的帆狀結構。雖然帆上不會安裝任何太陽能電池，但它旨在測試未來發電站所需的輕薄、靈活的大型裝備。

人們對太空太陽能的興趣似乎越來越大。歐洲空間局今年委託有關機構進行了兩項關於軌道發電站潛在結構的研究。維珍頓說，能源供應公司已經加入了這項工作。日本京都大學團隊上個月宣佈，他們將與日本宇宙航空研究開發機構合作，在軌道上測試電力傳輸。

日本電氣工程師Naoki Shinohara說，他很高興聽到加州理工學院取得成功的消息，「但同時我也很失望，因為日本人的目標是在2025年進行世界上第一個（無線電力傳輸）衛星實驗。」

初創公司Virtus Solis Technologies也一直在測試電力傳輸，並計畫在2026年將一個試點工廠送入軌道。該公司首席執行官包寧(John Bucknell)表示，打算在10年內向客戶提供商業電力。「太空太陽能利用技術是唯一一種清潔、可靠、可擴展的能源技術，是實現零碳排放的可靠途徑。」

在太空用太陽能發電效能有多高？專家指出，1平方米的太陽能發電板，在多霧地區每小時最多只能生產0.1千瓦電力；如果在中國西北地區，中午太陽直射時能產生0.4千瓦，如果到了太空，產生的電力會達到10至14千瓦，幾乎是地球的百倍以上。

專家表示，理論上如果在地球同步軌道上，部署一條寬度1,000米的太陽能發電板陣環帶，假定其轉換效率為100%，那麼她在一年接收到的太陽輻射通量，已大約等於目前地球石油儲量的能量總和。

當然，現階段太空太陽能電站還有一些困難需要克服，例如何把上萬噸的發電設備運送至地球同步軌道和組裝、遠距離傳輸中微波傳輸的衰減和效率問題，以及大功率微波輻射對人體損害等，但這些問題相信佷快會迎刃而解，例如科學家正研究利用3D打印技術在太空製作大型部件，以解決運送設備的難題。

「逐日工程」空間太陽能電站地面驗證系統西安電子科技大學。西安電子科技大學圖片

中國對太空太陽能電站的研究始於「十一五」（第十一個五年規劃，2006至2010年），雖然起步較晚，但在系統設計和關鍵技術方面已取得成果，相關的「逐日工程」（取「夸父逐日」之意）在2018年啟動，位於重慶的首個太空太陽能電站實驗基地隨後亦已動工，整體進展有後來居上之勢。

中國OMEGA–SSPS地面試驗驗證系統。西安電子科技大學圖片

「逐日工程」空間太陽能電站地面驗證系統西安電子科技大學，其支撐塔為75m高的鋼結構，驗證系統主要包括五大子系統：歐米伽聚光與光電轉換、電力傳輸與管理、射頻發射天線、接收與整流天線、控制與測量。其工作原理，首先是根據太陽高度角確定聚光鏡需要傾斜的角度，在接收到聚光鏡反射的太陽光後，位於聚光鏡中心的光伏電池陣，將其轉化為直流電能。隨後，通過電源管理模組，四個聚光系統轉換得到的電能彙聚到中間發射天線，經過振盪器和放大器等模組，電能被進一步轉化為微波，利用無線傳輸的形式發射到接收天線。最後，接收天線將微波整流再次轉換成直流電，供給負載。

中國專家經過論證，已提出了相關路線圖，中期目標是力爭2030年建設一座兆瓦級（兆瓦是功率單位，等於1,000千瓦）太空太陽能試驗電站，實現應急供電並開展科學研究。而遠期目標是在2050年前，具備建設吉瓦級（1吉瓦等於1,000兆瓦，本港南丫島發電廠總發電量為3,700多兆瓦）商業化太空太陽能電站的能力，滿足國家可持續發展對能源安全的戰略需求。

深喉

** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **

拜登要重建美國的同盟關係對抗中國之際，「最得力盟友之一」參院外委會主席梅嫩德斯被控受賄，家中搜出現金和金條。

參院外委會主席梅嫩德斯被控受賄，家中搜出現金和金條。AP圖片

據美國有線電視新聞網(CNN)報道，當地時間22日，美國國會參議院外交關係委員會主席、新澤西州民主黨參議員梅嫩德斯被聯邦政府指控受賄。美媒稱，這是他十年間第2次被指控犯有腐敗相關罪行。

梅嫩德斯和妻子納丁被控受賄。AP圖片

根據新公布的聯邦起訴書，梅嫩德斯和妻子納丁被控接受「數十萬美元的賄賂」，以換取利用他作為參議員的影響力。調查人員在搜查梅嫩德斯住所時，發現價值超過10萬美元的金條和超過48萬美元現金。大量現金被藏匿在儲藏室、衣櫥和保險箱內，執法人員在梅嫩德斯的衣服口袋中找到多個內含現金的信封。

檢方在起訴書中寫道，梅嫩德斯和妻子從三名商人處收受賄賂。其中，三人中的一名新澤西州知名地產商去年認罪銀行欺詐，其量刑定於10月公佈，梅嫩德斯則曾試圖干預這起案件調查。目前，檢方尋求沒收梅嫩德斯的涉案資產，而梅嫩德斯夫婦和上述三名商人定於本月27日在曼哈頓的聯邦法院出庭。

受到指控的梅嫩德斯表示，他決定暫時辭去參議院外交關係委員會主席一職，但拒不辭任美國國會議員，他否認自己有任何不當行為，堅稱自己計劃繼續為新澤西州人民工作。

梅嫩德斯被視為拜登「最得力盟友之一」。AP圖片

值得留意的是，指控梅嫩德斯的時間節點，正值拜登正為援助烏克蘭爭取支持，並試圖在氣候變化等全球問題上與中國對抗，以奪回美國的領導地位。

一直以來，梅嫩德斯都是拜登在這些外交政策重點議題上的重要夥伴，他主導了參議院對拜登任命的數十名官員的確認，並大力幫助拜登提出的向烏克蘭提供更多人道主義、經濟和軍事援助付諸實施。有共和黨人就認為，梅嫩德斯的離職增加了美國國會外交政策的不確定性，因為控制著眾議院的共和黨人在援助烏克蘭等問題上，與民主黨人存在嚴重分歧。

換言之，針對梅嫩德斯的指控將使拜登失去在國會當中「最得力的盟友之一」。

此外，梅嫩德斯也堪稱美國國會中「最反華的議員之一」，2021年《2021年戰略競爭法案》（the Strategic Competition Act of 2021），就是由他主導，並在參議院外交關係委員會審議通過。該法案還有另一個直白的名稱：「兩黨對華全面法案」。

該法案草案一經披露，美媒認為這意味著美國參議院對抗中國的戰略正式「公之於眾」。帶頭推動這項法案的幾人則宣稱，美國將在政治、經濟、軍事、外交等多個領域迎接中國的挑戰，要求拜登政府採取與中國的「戰略競爭」政策，以保護和促進美國「重要利益和價值觀」。

針對美方有關議員提出的相關法案，中國外交部發言人此前就曾回應稱，中方在中美關係以及經貿、涉疆、涉港、涉台等問題上的立場是一貫的。中方致力於同美方發展不衝突不對抗、相互尊重、合作共贏的關係，同時將繼續堅定維護國家主權安全發展利益。美方有關人士應客觀理性看待中國和中美關係，停止推進有關涉華消極議案。