俄羅斯科學家關于太空能源的新設想

從太空獲取能量的想法始于人類太空探索之初，但由于技術的限制，對上世紀來說，從太空獲取能量，由于成本高、效率低而不具備可行性。
   
    近年來，由于新技術、新材料的發展，以及對開辟新能源途徑的迫切需求，使得從太空獲取能量的想法再次成為全球科學家研究的熱點。2007年，美國通過了“安全戰略需求下的空間太陽能”計劃，俄羅斯作為傳統的航天大國，也在積極從事該領域的研究。
   
    傳統的從太空獲取能量設想為，用繞地球軌道運行的太陽能電池板發電，而后將電能轉換為射頻電波傳送至位于地球的接收站，再將射頻電波轉換為電能。在地球軌道高度，由于沒有大氣層的屏蔽，太陽輻射的能量密度約相當于地球表面能量密度的1.5倍，再排除由于地球陰影不能生產能量的時間，軌道發電既不受晝夜交替的影響，也不受天氣條件或者季節變化的限制。因此，得到的太陽能約是地球上可利用太陽能的10倍。
   
    俄羅斯科學家提出了新的設想，即不僅僅使用太陽能電池板，還使用另外的三級聯合發電系統，這種發電系統包括非平衡態等離子磁流體發電機、燃氣渦輪裝置和蒸汽渦輪裝置。工作原理為，在光纖的作用下，光能被聚集到三級發電系統的加熱體，并將其中的惰性氣體和堿金屬蒸汽加熱至4000攝氏度，隨后形成非平衡態等離子體，其中較重的原子溫度達到4000攝氏度，而輕的電子溫度則達到1.5-2萬攝氏度，經過磁流體發電機產生電能后，熱惰性氣體及堿金屬蒸汽進入熱交換器，在燃氣渦輪裝置及蒸汽渦輪裝置中可以再次產生電能。
   
    目前的技術水平，使用磁流體及渦輪發電機，能實現10公斤裝置產生1千瓦電量，科學家預測，在未來新材料的支持下，這一比例將達到0.1-0.5公斤/千瓦，這將極大的減少發射成本，并最終使太空電站成為可能。