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我们能利用外太空的能量吗?在核聚变反应中使用月球上的氦-3可以为地球提供动力而不会产生任何污染。查看更多绿色科学图片2008人们几十年来一直在寻找清洁的替代能源,但无济于事。一个消息来源似乎通过了测试,有人发现它的致命缺陷。核能,风能,太阳能和水力发电都在某种程度上被拖入了泥潭。传统的核裂变风险太大,风不一致,太阳并不总是穿透云层,水电大坝破坏自然环境。
看起来任何可行的解决方案都可以在光年之后完成。一些研究人员认为,能量需求的答案取决于恒星。从火星上的风力涡轮机到氦-3融合,人们越来越多地寻求外星能源来满足地球的能量需求。
他们正在研究的一个来源是用于核聚变反应的氦-3。相对于核 裂变,其将一个原子的一半核,核 融合结合细胞核来产生能量。虽然核聚变已经用氢同位素氘和氚进行了测试,但这些反应释放出大部分能量作为放射性中子,从而引起安全和生产问题。另一方面,氦-3非常安全。它不会释放任何污染物或放射性废物,也不会对周围地区造成危害。
元素氦的同位素,氦-3具有两个质子但只有一个中子。当它被加热到非常高的温度并与氘结合时,反应释放出令人难以置信的能量。仅2.2磅(1千克)的氦-3加上1.5磅(0.67千克)的氘就能产生19兆瓦的能量,大约25吨的东西可以为美国供电整整一年。
唯一的问题是我们没有25吨氦-3只是躺着。但方便的是,月亮确实如此。事实上,科学家估计我们的月球岩石中含有超过100万吨的元素。储存在那么多氦气中的能量是你在地球上所有化石燃料中发现的能量的10倍。如果你给它一个现金价值,就其在石油中的能量当量而言,氦-3的价值将达到每吨40亿美元。
剩下的唯一问题是提取氦气和微调融合过程的实用性。目前的聚变反应堆还没有达到发电所需的持续高温,而从月球表面提取的氦-3需要大量的精炼,因为它在土壤中以如此低的浓度存在。最有希望的太空燃料来源似乎是我们在地球上已有的燃料来源。在下一页中找出为什么五角大楼甚至在我们自己的后院寻找太阳能。人类的一小步,太阳能的巨大飞跃。
像这样的太阳能卫星接收的太阳比地球上的太阳多8倍。NASA尽管太阳能发电在我们的指尖,但将其外包给平流层还是有好处的。除了避免太阳能电池板集合所带来的大量土地利用足迹的更明显的原因之外,事实上太阳实际上在栅栏的另一侧照亮得更亮。在这种情况下,亮八倍。如果没有雨,云和夜间等障碍,太空太阳能阵列将比地球上的太阳光线更集中。这些小组也不会受到地球上不可避免的季节性波动的影响。
太空太阳能或SSP基本上与普通太阳能发电的工作方式相同。唯一的区别是太阳能电池板要么连接到轨道卫星上,要么安装在月球上(在这种情况下,它将被称为月球太阳能或LSP)。所产生的电力将转换成微波炉并传送到地球。在地面上整流天线或整流天线将收集微波并将其转换回电能。
如果概念看起来像是一个延伸,请考虑通信卫星在传输您的手机通话时已经做了非常类似的事情。有些人甚至建议太阳能电池板可以搭载通信卫星。事实上,太空太阳能得到如此多关注的原因之一是所有必要的设备和技术已经开发和理解。微波炉的传输是旧的,太阳能电池或光伏发电的效率几乎是以前的三倍。
20世纪70年代的一些初步建议设想了巨大的3×6英里(5×10千米)太阳能电池板阵列,将微波传输到相似尺寸的整流天线。这些对地静止卫星 22,300英里(36,000公里)高,将始终与地球保持在同一个地方。虽然这些卫星中只有一颗会产生巨大的能量 - 这是胡佛水坝能量输出的两倍 - 但是发射这样一个大项目在经济上是不可能的。
最近关于让小型卫星不断绕地球运行的建议将更易于管理,并且仍能产生相当大的能量输出。距地球上空300英里(540公里)的轨道不到1000英尺(300米)的卫星可能为1000个家庭供电。
即便是五角大楼也参与其中,已经发布了一项研究,详细介绍了为军事行动提供动力的应用。日本,俄罗斯,欧洲和帕劳岛国也正在研究它。一些专家估计,到2012年可以完成一个测试项目,并且在下个世纪开始之前,大量的电力可能来自太空。
与任何新技术一样,现在的主要障碍是成本。在月球上启动,建立和维护太阳能农场需要大量的人力和资金。就像现在一样,将物体发射到太空中的成本比在飞机上运送该物体的成本高出1000倍 - 即使它们使用相同的能量。
然而,如果NASA成功找到新一代可重复使用的运载火箭,成本可能会下降。更不用说太阳能卫星可以在不到五天的时间内偿还用于将其送入轨道的能量