俄罗斯科学家关于太空能源的新设想

兑水

从太空获取能量的想法始于人类太空探索之初，但由于技术的限制，对上世纪来说，从太空获取能量，由于成本高、效率低而不具备可行性。
   
    近年来，由于新技术、新材料的发展，以及对开辟新能源途径的迫切需求，使得从太空获取能量的想法再次成为全球科学家研究的热点。2007年，美国通过了“安全战略需求下的空间太阳能”计划，俄罗斯作为传统的航天大国，也在积极从事该领域的研究。
   
    传统的从太空获取能量设想为，用绕地球轨道运行的太阳能电池板发电，而后将电能转换为射频电波传送至位于地球的接收站，再将射频电波转换为电能。在地球轨道高度，由于没有大气层的屏蔽，太阳辐射的能量密度约相当于地球表面能量密度的1.5倍，再排除由于地球阴影不能生产能量的时间，轨道发电既不受昼夜交替的影响，也不受天气条件或者季节变化的限制。因此，得到的太阳能约是地球上可利用太阳能的10倍。
   
    俄罗斯科学家提出了新的设想，即不仅仅使用太阳能电池板，还使用另外的三级联合发电系统，这种发电系统包括非平衡态等离子磁流体发电机、燃气涡轮装置和蒸汽涡轮装置。工作原理为，在光纤的作用下，光能被聚集到三级发电系统的加热体，并将其中的惰性气体和碱金属蒸汽加热至4000摄氏度，随后形成非平衡态等离子体，其中较重的原子温度达到4000摄氏度，而轻的电子温度则达到1.5-2万摄氏度，经过磁流体发电机产生电能后，热惰性气体及碱金属蒸汽进入热交换器，在燃气涡轮装置及蒸汽涡轮装置中可以再次产生电能。
   
    目前的技术水平，使用磁流体及涡轮发电机，能实现10公斤装置产生1千瓦电量，科学家预测，在未来新材料的支持下，这一比例将达到0.1-0.5公斤/千瓦，这将极大的减少发射成本，并最终使太空电站成为可能。