19世纪末,马可尼发明无线电,是当年震惊世界的头号新闻。20世纪初,马可尼在美国接收到从欧洲发来的无线电,用三个点表示字母“S”。这就是无线电报的开端。
在20世纪,无线电的应用不断扩展,从无线电报扩展到无线电话,再扩展到无线电广播、电视、寻呼机、手机……无线电波在通信领域,充分发挥了它的特长。
到21世纪,无线电的含义还会变,而且是大变,从通信行业跳到动力行业,从无线电波跳到无线电力,把太空中的电送到地球上来。
到太空中去建立发电站,是科技工作者的一个理想,希望用这种方法开辟一个利用能源的新途径。现代生活对能源的需求永无止境,现在的主要能源仍然是煤和石油,煤和石油用一点少一点,总有一天会用完的。而且,烧煤产生的烟尘,烧汽油产生的汽车尾气都在污染环境,要求停止烧煤烧石油的呼声越来越高。要求停止燃烧化石燃料,把煤和石油保留下来,留着去制造塑料和化学纤维。
21世纪,人们面临一个大问题,未来的能源是什么?
科学家充满希望和信心地摆出许多方案,比如,原子能、核聚变和氢能等。但很少有人知道,可以到外层空间去建电站,把人造卫星变成一个巨大的电站,到遥远的月球上去建电站。
这是一个宏伟的方案,也是一个环保的方案。这个方案不必去开矿采煤,不必为能量的来源发愁,能量取自免费的太阳光。太阳的能量是那么大,有人把它比做“百万富翁”,其实,太阳能很难用数量来衡量,仅仅计算照到地球上的太阳能,只不过是它的总能量的二十二亿分之一。尽管地球得到的份额那么少,地球每秒钟获得的能量已经相当于燃烧500万吨优质煤了。
太阳把它的能量送到地球上,完全免费,但是,在地面建立太阳能电站并不理想。阳光到达地面以前,必须穿过大气层,大气层克扣了一半的能量。再说大气层变幻多端,又是天阴,又是下雨,阳光有时也到不了地面。天黑以后,太阳就不再露面,躲起来了。
为了摆脱这些不利因素,科学家才想到“上天”这条路,到外层空间去建立太阳能电站。
在外层空间,脱离了大气层,无遮无挡,也看不到阴天下雨,阳光能不打折扣地为太阳能电站工作。
在外层空间建电站有两种方案:一、把人造卫星变成一个电站,人造卫星离地面算是比较近的;二、把电站建在地球的天然卫星——月球上,这个电站离地球就远了,38万千米。
离开地面去建电站,真是极有魄力的计划,可能遇到的困难,也会是难以想象。(www.daowen.com)
就说建立太阳能卫星电站,目前比较成熟的技术是利用太阳能板去捕捉阳光。为了避免遮阳,太阳能板必须平铺开来。如果只为一个空间站提供电力,太阳能板占的面积不大,那还算好办。如果要求为地球提供大量的电力,太阳能板平铺开来,在空间将占据数十平方千米。我们来算算看,把太阳能板先固定在1平方米的帆板上,1平方千米就需要10万块帆板,几十平方千米就是几十万块帆板。
要把这几十万块帆板平铺开来,靠宇航员恐怕不行,宇航员在空间行走,脚不沾地,不能长时间停留,很难完成任务,只希望能使这几十万块帆板智能化,能自动地铺开。
太阳能板目前还有点“娇气”,送到外层空间,酷热与严寒并存,还要遭受到宇宙线的辐射,发电效率逐步下降,服役期只有7年,7年后就得更换。
于是,就产生了不用太阳能板的想法,利用热循环来带动发电机发电,大体的办法是造一个特大的“锅”——凹面镜,把太阳的热集中起来,去加热压缩气体,热气膨胀,冲出去推动发电机发出电来。
建电站难发电也难,就说气体加热做功以后,如何冷却下来也难。在太空,加热容易冷却难。在地面上,散热冷却有三条途径:对流、传导和辐射;而在太空,接近失重的条件下,对流和传导几乎失去作用,只能靠辐射一个途径,这就不可能快速冷却。
种种困难,迫使人们放宽眼界,到月球上去建太阳能电站。将来在开发月球的过程中,建立电站是必要的。
一旦空间电站有了眉目,下一个问题就是如何把电送回地球。用电缆送电,这是常规办法;建卫星电站,从卫星上拖一条电缆到地面,也许还有可能;而在月球和地球之间架一条电缆,那是天方夜谭。
于是,产生了无线输电的计划。无线输电说起来像幻想,实现计划倒有点把握。无线电这三个字的含义不是在扩展嘛,从无线电报扩展到了广播电视,也可以扩展到无线电力。
用无线输电,可以把电力转化为微波或激光,定向发射,射到地球上指定的地点,再用天线接收下来,就可以转换为电力了。
最后,如果要问,不知道无线电力的方案会不会实现?
答案是:会实现。
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