通过环绕地球的太阳能板获得能量的想法正在获得不断推进，科学记者伊丽莎·斯特里克兰为我们带来最新报道。
苏珊·哈斯勒（Susan Hassler，以下简称苏珊）：让我们来思考一个现在还不太可能实现的想法：建立在太空中的太阳能发电站。
菲尔·罗斯（Phil Ross，以下简称菲尔）：这个想法的提出已经有一段时间了。实际上，科幻小说家阿西莫夫1941年就在一个小故事里写到了建在轨道上的发电站。
苏珊：能告诉我们那个故事写了什么吗？
菲尔：好吧，是这样的，两个工程师正在一个环绕地球的发电站上训练一个机器人来完成一些操作。它可以照看从太阳上吸取能量的太阳能板，还可以控制将能量运送回地球的天线。但机器人后来变得有些失控。
苏珊：啊，好吧。但是除了发疯的机器人，在现实世界中这些环绕地球的发电站会是什么样子呢？
菲尔：好问题。这就是科学记者伊丽莎·斯特里克兰（Eliza Strickland，以下简称伊丽莎）来到这里要告诉我们的。
伊丽莎:好的，我知道这个想法有一点“超现实”，但是研究者们保证我们可以在2030年拥有这些环绕地球的发电站――如果他们能战胜技术上和经济上的挑战。
苏珊：究竟是谁在研究这个项目？
伊丽莎:有几个不同的太空代理和私人公司正在建造一个实验系统。但是日本JAXA航天探索公司研究的最为积极。所以我乘火车去了东京城30里外的日本JAXA相模原市的研究场地，开始了我的采访。
超现实的发电站
伊丽莎:相模原市是一个沉睡的郊区，只有几个人在这里下车。我乘坐出租车穿过了冷清的街道来到了JAXA的校园。主楼的休息室放满了JAXA的各种模型，有火箭、卫星、航天探测器，还放着这个机构最成功的几个案例的录像。
伊丽莎：JAXA已经研究建立在空间中的太阳能发电站好几十年了。日本有很强烈的愿望来认真对待这个科幻小说的主意。日本的所有化石燃料都来自进口。这个岛国缺乏足够的土地来在地面上普遍撒网收获太阳能和建立风能农场。所以我想找到在日本负责这个“走出地球”解决方案的人。我在一个装饰着展示太阳能板高悬在空中环绕着地球的插画的办公室里找到了他。
司理佐佐木（Susumu Sasaki，以下简称佐佐木）：我叫司理佐佐木，在空间和宇宙科学研究所JAXA工作。
伊丽莎:佐佐木，是一个有蓬松的头发、带着大大的眼镜、看起来很严肃的男人，他解释了将太阳能板发射到距离地表2 2000英里的太空轨道的优点：在那里，太阳永远在闪耀。
佐佐木：在地球上我们有白天和黑夜，所以我们在夜里就得不到能源。在多云的天气里也不行。但是在太空中，就没有类似的天气问题；我们能够在任何时候得到能源。所以我们可以整天甚至整年持续得到能源。这样一来就非常稳定了。
伊丽莎:在他的办公室里，佐佐木拿下了被他叫做SPS的太阳能系统模型的包装纸。这个模型包括一个棋盘大小的方形接收站，它被几块电路板和一个小灯装饰着。这里也有一个单独的太阳能板。
佐佐木：这只是一个很小的用来展示SPS原理的模型，尤其是轨道大小和空间场地。这里是由太阳能组成的。
伊丽莎：他将一块太阳能板拿起来对着从窗户射进来的太阳光。这块太阳能板将阳光转换成了电能，然后电能又流入了一个微波转换器中。这是一个标准的将太阳能转换成微波的科技模型，这和让你的微波炉工作的技术是一个原理。
接下来，一个转换天线会将这些微波通过空气无线发射出去，由一个在方形接收板上的天线接收。在这块板上，一个绿色的小灯在闪耀。佐佐木很骄傲的指着这个小灯。
佐佐木：微波来自这个天线。这只是一个演示。所以这个小灯向我们展示微波功率就是这样得到的。
伊丽莎:无线的能量转换可以在短距离内轻松做到，但当范围扩大起来以后这就是一个很有挑战性的科技难题。对这个太空系统来说，研究者需要让微波束穿越几千英里准确地打在被叫做硅整流二极管的接收天线上。
JAXA已经在计划一系列的示范项目，从地球到太空。如果一切进行顺利的话，这个代理机构希望在2030年或2035年之前在太空中建立一个全尺寸的发电站。这个发电站能够提供一千兆瓦特的电能，相当于一个核电站的发电量。我问佐佐木他是不是觉得东京上方的亮光真的有朝一日会被太空太阳能发电站拦截。
佐佐木：我相信！我相信，在东京市区我们不能有那样大型的天线，但是在东京湾地区或者在沙滩上，也许我们可以有这样的地方，我们可以从那里毫无限制的、毫无困难的获取能源。
伊丽莎：佐佐木邀请我2035年再回去参观一次，那时他希望能够带着我绕着真正的能量接收站来一个伟大的旅行。
伊丽莎:佐佐木也许是日本最大的空间太阳能赢家。但是我在美国也很快找到了一些这个理论的实践者。
加里·斯皮纳克（Gary Spirnak，以下简称加里）:我是加里·斯皮纳克，建立在加州曼哈顿沙滩的索拉仁公司的首席执行官。
伊丽莎：在索拉仁的明亮和通风的总部，设计者正在绘制蓝图，工程师在电子实验室摆弄着太阳能板和微波转换器。
加里:基本上，我们由一队卫星工程师和一队太空科学家组成。我们组成了一个太空能源公司，来以很有竞争力的价格生产并分配来自太空太阳能站的能源。
伊丽莎:索拉仁和加州的太平洋煤气与电力公司正在计划在加州中央建立第一个能量接收站。
加里:他们得到能源，我们得到工资。
伊丽莎:你可能在想从加州中央发射一束微波安不安全。但是加里解释说唯一的担心不是微波会打到哪里，而是有多少微波能被加热。他说微波束太容易分散了，所以它对飞行的鸟类和飞机完全没有威胁。
加里:微波束的峰值为20毫瓦每平方厘米。那这意味着什么呢？好吧，中午的太阳大概是100毫瓦每平方厘米。所以一个在云层中飞行的飞机，如果飞出云层，会得到比我们的微波束多5-6倍的热量。
伊丽莎:这个公司最近正在设计能够通过无人火箭发射到空中，并在轨道上展开。这个轨道系统会很大很大，单是转换天线的长度就有9个足球场那么长。但是建造一个大型系统是唯一一个经济的解决方案。
加里:我们的所有发电厂都被设计成盈利的。这些太空太阳能发电厂都是很大规模的运作。就像你能想象到的一样，我们需要一大笔钱来把设备发送到太空中，大概需要几亿美元，所以你必须做得足够大才能赚到足够多的钱来填补这些花销。
伊丽莎：加里相信这些环绕的发电站能够很快成为我们生活的一部分。
加里:在这个十年末，我们就能够有可操作的太空太阳能发电站。然后进入2020年代，我们就能看到这些发电站投入生产。
伊丽莎:他对说这些永远不会发生的怀疑者是怎么怎么想的呢？
加里:我们不觉得他们是怀疑者，我们觉得他们也会是未来太空太阳能的客户。
伊丽莎：来自未来派太阳能前沿，我是伊丽莎·斯特里克兰。
资料来源 IEEE Spectrum
责任编辑 彦 隐