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清晨和傍晚的電力需求會激增，而此時太陽能電池卻恰好無能為力。但蘇格蘭的研究人員說，軌道發(fā)射成本越來越低，巨型天基反射器很快就能成為這些時段的可行供電方式。
你可以把它看作是空間太陽能的另一種方式--但不是把巨型光伏陣列放在天上，然后試圖把電能傳送到地球上，而是在軌道上懸掛大型鏡面結構，用它們把更多的太陽能轉送到地面，供地面設施收集。
事實上，赫爾曼-奧伯斯(Hermann Oberth)在 1929 年出版的《太空飛行之路》(Ways to Spaceflight)一書中就提出過類似的建議，他認為這是一種潛在的方法，可以為城市提供照明，保護農作物免受一夜霜凍的侵襲，甚至可以讓遙遠的北半球整個地區(qū)保持無冰狀態(tài)，使其在寒冷的冬季更適合居住。
不過，他也警告說，這種裝置可能被用于將太陽能集中到較小的區(qū)域，以達到軍事目的："可以用它來爆炸彈藥工廠，制造龍卷風和雷暴，摧毀行軍部隊及其后備力量，燒毀整個城市，一般來說會造成最大的破壞。"但我們暫且不談這個。
反射鏡將陽光引向表面的大型太陽能電池陣列，然后在超出范圍時轉向別處 圖/格拉斯哥大學
俄羅斯科學家早在 1993 年就證明了這一概念的可行性，當時他們的 20 米(66 英尺)Znamya-2 太空鏡向地球反射了一道微弱的閃光，從歐洲部分地區(qū)的夜空中都能看到這道閃光。
格拉斯哥大學的一個研究小組認為，現(xiàn)在正是對太陽能反射鏡進行認真研究的好時機，因為 SpaceX 和其他私營公司承諾，他們很快就會把軌道發(fā)射的每公斤成本降低到足夠低的水平，從而使這些反射鏡具有商業(yè)價值。
研究人員稱之為"太陽空間"(Solspace)項目的大致構想是這樣的：將一些反射器衛(wèi)星送入高空太陽同步軌道，每天在大致相同的地面路徑上運行。選擇這條路徑是為了讓盡可能多的大型地面太陽能發(fā)電場都能看到這些反射器。
利用電動陀螺儀在軌道上瞄準大型反射器
每顆衛(wèi)星都將部署一個由鍍鋁 Kapton 制成的六角形反射器，每個邊長 250 米(820 英尺)，總面積為 162,380 平方米(175 萬平方英尺)。
這些反射器可以在軌道上使用四個電動控制矩陀螺儀進行轉向和瞄準，這些陀螺儀呈金字塔結構；通過加速和減速這些陀螺儀，可以使整個反射器向任何方向旋轉。
該團隊表示，反射鏡的軌道高度約為 900 千米(約為國際空間站高度的兩倍)，每次反射鏡經過可照亮地表上 10 平方千米(3.9 平方英里)的區(qū)域約 17 分鐘，每次經過可為地表提供約 34-36 兆瓦時的能量。這樣，大型太陽能發(fā)電場(如澳大利亞北部的太陽電纜公司)就能以它們所能達到的任何效率捕獲這些能量，在需求高峰期發(fā)電，否則它們就什么也做不了。
只要能提供有用的電力，太陽空間反射器就會聚焦在一個太陽能電池陣上，然后旋轉離開，將能量轉向太空，直到經過下一個大型太陽能電池陣，希望每天都能為許多太陽能電池陣提供服務，甚至有可能成為規(guī)劃新太陽能電池陣時的一個考慮因素。如果能夠規(guī)劃出一條每天照射 13 個大型太陽能發(fā)電場的路線，再加上 5 個軌道反射器，該系統(tǒng)每天就能提供 284 兆瓦時的太陽能。
這會造成光污染干擾嗎？Solspace團隊認為不會。項目團隊成員 Onur Çelik 在《對話》中寫道："即使在最亮的時候，我們估計每個反射器的照明水平也只能持續(xù)幾分鐘，不會超過陰天的水平。這意味著，除非你離太陽能發(fā)電場非常近，否則大部分時間可能根本無法察覺到照明，尤其是在黎明/黃昏時分，因為此時的天空與夜晚相比已經相當明亮。"
多個軌道反射器使暮色變?yōu)樘柲苋展?br />
通過這種方式，軌道反射器可以在黎明/黃昏時提供電能，與鋰電池等短期電網級儲能解決方案所提供的能量相抗衡或增強其能量。作為參考，電池目前的平準化存儲成本(LCoS)約為每兆瓦時存儲和釋放能量 314 美元。
Solspace 項目的目標是，假設運行壽命約為 20 年，發(fā)射成本約為每公斤 232 美元，空間反射太陽能發(fā)電的平準化能源成本(LCoE)接近 70 美元。
根據《喬治城安全研究評論》，SpaceX 公司的可重復使用獵鷹 9 號火箭已將軌道發(fā)射的價格降至每公斤約 1520 美元。埃隆-馬斯克(Elon Musk)預測，一旦多艘可重復使用的"星際飛船"(Starship)開始高頻率發(fā)射，其成本也將在 2-3 年內下降 90%。
Solspace團隊在一篇新論文中研究了軌道反射器系統(tǒng)的實用性
現(xiàn)在，SpaceX確實已經取得了令人驚嘆的成果，開辟了各種軌道機會，而這些機會在原本的NASA的發(fā)射計劃下可能永遠不可能實現(xiàn)。因此，雖然這個時間表幾乎肯定是非常樂觀的，但似乎可以合理地預計，Solspace 公司所需的每公斤 232 美元的發(fā)射成本將在不遠的將來實現(xiàn)。
因此，如果這些軌道太陽能反射器只是為世界各地的一些大型太陽能發(fā)電場供電，那么它們肯定是可行的。至于其他用途，比如擊退霜凍、給農作物多一點陽光、城市照明等等......誰知道呢？誰知道呢，這些東西一旦投入使用，也許就能派上用場了。
這項研究已在《太空研究進展》(Advances in Space Research)雜志上公開發(fā)表。
原標題：構想中的軌道反射器可在黃昏和黎明時分提高太陽能利用率
