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去太空采集太阳能
①在日本经典长篇动画《机动战士高达》最近播放的一部中,化石燃料枯竭,地球因能源短缺陷入全球性动荡,迫使人类转而依赖空间太阳能基站。虽然这个科幻故事的年代被设定在2037年,但日本科学家正在开发空间轨道能量基站必需的硬件设备,以期获得一种可再生的清洁能源。他们计划花20年时间研制出一座原型基站。
②长期以来,利用太阳能电池板从外层空间搜集能量传输回地面的想法,总是因为成本大高和不切实际被一再否决。然而在目前全球能源紧张、环保呼声日渐高涨的大背景下,这个“不切实际”的计划又在日本抬头。2007年,大阪激光技术研究所的研究人员用阳光作为能源,产生了功率高达180瓦特的激光。今年2月,北海道的科学家开始对一种能量传输系统进行地面测试,这种设备可以用微波的形式将能量从外层空间传回地面。
③大阳能激光和微波能量传输这两个研究项目,是一项大胆计划的两大支柱。该计划由隶属于日本航天局的日本航空研究开发机构(JAXA)资助,旨在实现空间太阳能动力系统(SSPS)。确切地说,这家机构的目标是在2030年以前,把一个太阳能发电基站送入地球静止轨道,它将向地面传输功率为100万千瓦的能量,相当于一座大型核电站的产能率。这些能量将以微波或激光的形式下传,在地面上被接收并转换成电能,然后并入商用电网,或以电解氢的方式存储起来。
④JAXA高级任务研究中心的铃木拓明说:“我们的研究动机简单,就是为化石燃料耗竭和全球变暖寻求一个可能的解决之道。”大约有180位来自日本各主要研究机构的科学家参与这项计划,铃木拓明就是其中之一。JAXA称该计划的潜在优势非常明显:在外层空间阳光辐射能量比地面要高5—10倍,空间基站效率更高;空间基站可以一天24小时工作,不受天气影响;整个系统还非常清洁,不产生任何废料和污染,而且安全。抵达地球表面的能量强度约为每平方米5千瓦,大约是中纬度地区晴朗夏日正午阳光照射功率的5倍。
⑤在日本宫城县的一座研究设施中,铃木拓明和JAXA的研究人员正在试验用一束800瓦的光纤激光照射500米外的一个接收站。一面只反射波长为1,064纳米的光波的叫、镜子,把这束激光导向一块实验大阳能电池板.(铃木拓明选择该波长激光的原因是,这种光更容易穿透地球大气层,能量损失最大不超过10%。)这项任务的关键在于,寻找能有效将阳光转变为激光的物质。含钕和铬的钇铝石榴石陶瓷材料是目前最有希望的候选材料。
⑥基础科学研究只是这项挑战的一部分。测试微波和激光系统都要求具备在外层空间建造超大形结构的能力:薄膜聚光镜、太阳能电池板和一台微波发射器展开后将宽达数千米、重10,000吨,总重5,000吨的100个激光阵列单元将长达10千米。地面的微波天线也将有2千米长。
⑦整个项目所需的资金是一个天文数字,也许将达到数百亿美元,不过铃木拓明及其同事说,他们不考虑成本因素。他说: “如果我们不先掌握基本的技术,我们就无法知道这个项目是否行得通。我们的目标是生产稳定、便宜的电能和氢燃料,争取把价格控制为每度电6.5美分。”这样的价格将与今天传统发电站的电价一致,也许会增加该项目的商业吸引力。
⑧考虑到目前的技术手段,只有依靠世界各国航天机构的精诚合作,才有可能将大型装置送入外层空间。不过铃木拓明认为,随着外层空间潜在军事价值日渐增加,参与大空竞赛的国家都试图独立发展自己的空间技术。“如果JAXA、美国航空航天局(NASA)和欧洲空间局能够通力合作当然更好。’所有这些听起来恰恰像是—幕太空歌剧的序曲。
1.选文②段中加点的“这种设备”指代什么?
2.请你概括选文④段的说明内容。
3.选文⑤段中加点词语“目前”能否删掉?为什么?
4.选文⑥段中运用了什么说明方法?有什么作用?
5.读选文⑤一⑧段,说说完成“去太空采集太阳能”计划的最大困难是什么。你认为能解决吗?为什么?