几十年来，从太空中的太阳能电池板向地球发射电能一直是清洁能源的梦想。尽管这项技术要想让家庭用上电灯还有很长的路要走，但太空太阳能发电站的实际工作前景比以往任何时候都要乐观。
本月，加州理工学院(Caltech)的研究人员宣布，一个发射到太空的原型机能够向地球输送少量能量，这是一个重要的里程碑。对于这项新生技术来说，这是一个重要的第一次，世界各地的其他研究人员都在竞相取得类似的进展，他们得到了试图实现其气候目标的政府的资助。
“当我开始看这个的时候，我很难不让自己的想象力失控。”
在太空中，太阳能电池板可以在没有日落的情况下全天候吸收未经过滤的阳光。根据加州理工学院的说法，它们可能能够产生高达陆地太阳能电池板八倍的电力。我们希望有一天我们能够利用地球上丰富的清洁能源，甚至有可能在月球上建立前哨站。
“当我开始看这个的时候，我很难不让自己的想象力失控。它有一种奇怪的诱惑，”美国宇航局戈达德太空飞行中心的高级技术分析师尼古拉·约瑟夫告诉The Verge。
在短时间内将这些梦想变为现实的可能性有多大，这是约瑟夫与美国宇航局同事正在进行的一项研究的主题。他说，加州理工学院的演示改变了游戏规则。“如果你在一年前问我这种情况是否会发生，我会说，‘哦，不，可能不会。’然后他们就照做了，这太疯狂了，”他说。约瑟夫将这一里程碑与去年的头条新闻相提并论。
加州理工学院表明，它可以克服太空太阳能发电最棘手的工程挑战之一:如何安全地将电力从太空传送到地球。今年1月，SpaceX公司的一枚火箭将一艘载有加州理工学院原型机的航天器送入太空。原型机包括太阳能电池和一系列可以将能量传送到不同位置的发射器。光伏电池将太阳光转化为电能，然后再将其转化为微波，以便无线传输。(加州理工学院对此有一个简洁的解释。)
发射几个月后，加州理工学院的原型机能够在太空中传输一些能量，并最终返回学校。它一开始很小，将微波发送到距离发射器一英尺远的接收器阵列。接收器阵列能够将微波转换回直流电(DC)，并使用它来点亮一对led。该原型机还向位于加州帕萨迪纳的加州理工学院实验室屋顶上的接收器发送了“可检测”的能量。
“当然，我们已经在地球上对它进行了测试，但现在我们知道它可以在太空旅行中幸存下来，并在那里运作，”领导加州理工学院团队的电气和医学工程教授阿里·哈吉米里(Ali Hajimiri)在一份声明中说。“据我们所知，没有人在太空中演示过无线能量传输，即使是昂贵的刚性结构。我们正在用灵活的轻量级结构和我们自己的集成电路来实现它。这是第一次。”
而且看起来它可能不是最后一个。本周早些时候，英国政府为几项研究计划提供了430万英镑的资金。其中包括伦敦玛丽女王大学的一个小组，他们拥有自己的无线系统，可以将微波能量从一个地方传输到另一个地方。今年早些时候，美国海军研究实验室与国际空间站合作，目标是利用激光发射器在太空中传输能量。
尽管目前的研究正在加速，但太空太阳能发电的第一个专利是在1968年由一名航空工程师申请的。20世纪70年代，当世界面临能源危机时，美国国家航空航天局和能源部对这一概念产生了兴趣。但最终人们认为这个想法太昂贵了。
“成本是个大问题。”
即使在今天，“成本也是一个大问题，”伦敦玛丽女王大学微波工程教授陈晓东说。“你们正在太空中建造如此庞大的基础设施。”
然而，随着商业航天工业降低了发射成本，经济状况开始发生变化。到目前为止，最雄心勃勃的时间表是到2050年，这项技术准备好为地球上的家庭和企业供电，陈说。
到2050年，为了实现《巴黎协定》设定的气候目标，温室气体排放需要减少。一夜之间不可能实现这个目标。因此，太空太阳能不应被视为地球太阳能农场的竞争对手，欧洲航天局2022年关于该技术的一份报告说。世界需要尽可能多的可再生能源，只要能尽快得到。
