這聽起來像科幻小說：巨型太陽能站漂浮在太空中，這些太陽能電站向下散發出大量的能量。很長一段時間以來，這個概念是由俄羅斯科學家首先開發的Konstantin Tsiolkovsky在1920年代 - 主要是作家的靈感。
然而，一個世紀後，科學家在將概念變為現實方面取得了長足的進步。這歐洲航天局已經意識到了這些努力的潛力，現在正在尋找資助這樣的項目，預測我們將從太空獲得的第一個工業資源是“光束力量”。
氣候變化是我們時代最大的挑戰，因此有很多危險。從全球溫度升高到天氣變化，氣候變化的影響是已經感覺到了全球。克服這一挑戰將需要對我們產生和消耗能量的方式進行根本性的改變。
近年來，可再生能源技術已經迅速發展，提高效率和較低的成本。但是，他們吸收的一個主要障礙是他們沒有提供不斷的能源供應。風和太陽能農場只有在風吹來或太陽閃耀時產生能量 - 但我們每天都需要全天電力。最終，我們需要一種大規模存儲能源的方法，然後才能切換到可再生資源。
空間的好處
圍繞這一點的一種可能的方法是在太空中產生太陽能。這有很多優勢。一個基於太空的太陽能發電站可能每天24小時旋轉面對太陽。地球的大氣還吸收並反映出一些太陽的光線，因此大氣上方的太陽能電池將獲得更多的陽光並產生更多的能量。
但是要克服的主要挑戰之一是如何組裝，啟動和部署如此大的結構。單個太陽能發電站可能必須在區域的10公里平方（相當於1,400個足球場）。使用輕量級材料也將是至關重要的，因為最大的費用將是將電台推入火箭上的太空。
一種建議的解決方案是開發成千上萬個較小的衛星的群，這些衛星將聚集在一起並配置以形成一個大型太陽能發電機。 2017年，加利福尼亞理工研究所的研究人員概述了設計的設計模塊化電站，由數千個超輕太陽能電池瓷磚組成。他們還展示了一個原型瓷磚，每平方米僅重280克，類似於卡的重量。
最近，也正在研究此應用程序的製造業的發展，例如3D打印。在利物浦大學，我們正在探索新的製造技術將超輕太陽能電池打印到太陽帆上。太陽帆是一種可折疊，輕巧且高度反射的膜，能夠利用太陽的輻射壓力的影響推動沒有燃料的航天器前進。我們正在探索如何將太陽能電池嵌入太陽能航行結構上，以創建大型，無燃油的太陽能電站。
這些方法將使我們能夠在太空中構建電站。確實，有一天有可能從國際空間站或未來月球網站那將繞月球繞。這些設備實際上可以幫助在月球上提供電力。
可能性不會結束。雖然我們目前依靠地球材料來建造電站，但科學家們也在考慮使用來自太空製造的資源，例如月球上的材料。
另一個主要的挑戰將是將電源傳播回地球。該計劃是將電力從太陽能電池轉換為能波，並使用電磁場將其轉移到地球表面上的天線中。然後，天線會將波轉換回電力。由日本航空勘探局已經開發了設計並展示了一個軌道系統應該能夠做到這一點。
在這一領域仍有很多工作要做，但目的是在未來幾十年中，太空中的太陽能站將成為現實。研究人員在中國有設計了一個稱為歐米茄的系統，他們的目標是到2050年。該系統應能夠在高峰性能下向地球網格提供2GW的功率，這是一個巨大的數量。要用地球上的太陽能電池板產生如此多的功率，您將需要其中超過600萬。
較小的太陽能衛星，就像旨在供電的衛星一樣月球漫遊者，甚至可以更快地運作。
在全球範圍內，科學界正在為太陽能站的發展付出時間和精力。我們希望他們有一天可以成為我們與氣候變化鬥爭的重要工具。
在Facebook和Twitter上遵循所有專家聲音問題，並成為討論的一部分。表達的觀點是作者的觀點，不一定反映出版商的觀點。該文章的此版本最初發表在現場科學。
