“太空中的太阳能发电”这个听起来疯狂的想法，实际上可追溯到上世纪70年代石油危机的时代。油价回落时这个概念被搁置。但随后情况有了改变，一是世界更迫切地希望解决气候变化问题；二是不断创新的技术让这个想法慢慢走下“科幻”神坛。它正在引起人们的关注，带来一些重大投资。有人期待这在几十年内成为现实。

　　太阳能电池板部署在太空

　　地球所有的能源中，太阳能是非常不错的。韦伯的偶像埃隆·马斯克就说过，“我们在空中有个聚变反应堆。”

　　问题是太占土地。韦伯说：“要为整个世界供电，太阳能电池板需要覆盖内华达州面积的92%，这还没算上电池阵的地盘。显然不可行。”另外，太阳也不是总肯露面。雨天、多云、夜晚不说，大气还过滤掉四分之一的阳光。但如果放在远高于大气的空间，就不受气候制约，电池板将一直在阳光中发电。这使太空发电除免了巨大的电力存储设备，而这正是地面太阳能发电的软肋之一。

　　也不必担心电池板阵列会在地球上投下阴影。阳光会以散射的方式绕行，就像绕过轨道上的其他卫星一样。对此，可以想想月食，偌大的月亮也只是在短时间内给世界的一小部分投下阴影。

　　让电池板在月球自行复制

　　成本倒是个大问题。电池板不便宜，发射到太空更昂贵。韦伯计算，发射“有价值数量”的太阳能发电板，成本以数十兆美元计。

　　所以他的想法不是把成千上万的电池板送入轨道，而是只发送一组机器，预编程序使其能复制自己；而每台子机器都会制造自己的复制品。电池板数量如同乖乖兔家族那样倍增，在几个月或几年时间里长到一个州的面积。所用的材料，也不是从地球送上去，而是从月球软壤中得到铝、铁、硅等材料，制造一代代太阳能卫星的部件。

　　制造这样的自我复制机器人当然不易，韦伯认为设计要尽可能简化。比如，“使用的螺丝归类仅5种；用三维打印，来避免太多种模具。”他设想了18种不同的子机器，各自执行一项简单任务，如生产螺丝、生产电池板，在月球上组成自给自足的电池板生产厂。而从月球发送到绕地轨道上会容易得多，因为引力只有地球的六分之一强。

　　微波束把能量送到地球上

　　太阳能电池板在太空到位后，发出的电力不在空间储存，也没有线缆传回来，能量将以微波束的方式送到地球上的接收器。

　　保罗·杰夫是美国海军研究实验室空间太阳能电池板的研究人员（他提出过向空间发射太阳能电池板的概念，但不是自我复制型的）。他表示不用担心那些微波束会烤焦我们，“系统的设计将不会超过安全的功率密度。系统不能被武器化。”

　　空间发电、地球接收，有个额外的优势，能量接收器可放置在地球上几乎任何地方。杰夫说未来的接收设备几个集装箱就能装下。这开辟了向发展中国家村庄，或向受灾地区发送电力的可能性。

　　无线传输能量的技术正陆续取得一些成果。研究人员已成功展示了将10千瓦的功率束射到500米外的接收器。

　　项目越来越得到关注

　　韦伯认为，项目需要约100亿美元，大部分花在研究开发阶段。原因是要转运的物资不多；而后续制造电池板基本上免费。他说，花同样的钱在地球建造电池板，只能供给约15万家庭。

　　即使该项目最终耗资1千亿美元，发电成本（每千瓦小时0.00042美元）也比化石燃料低几个数量级。这意味着投资者也有可能赚很多钱。

　　当然，整个过程需要大量新技术，但韦伯认为无一是遥不可及的。完善的自我复制机器人是奋斗目标，“是艰难的工程挑战，却是有可能的”。科学家研制了能复制的简单机器；而三维打印机已能打印自身可用部件的73%。至于挖掘月球尘埃、提炼可用部分，则是“深空产业”和“行星资源”这样的小行星采矿技术公司正在悉心研究的。

　　杰夫领衔的团队研究小卫星在轨组成有序阵列，这也是一项艰难的工程挑战。“无论从地球还是从月球上发射组件，都需要一些装配工作。如果说干就干，我们可望在2021年完成这一步，花费约3.5亿美元。这相当于美国人万圣节为宠物服装花的钱。”

　　在最近一次美国国防部组织的竞争中，杰夫团队从500支队伍中赢得7个奖项中的4项，似乎表示基于太空的太阳能发电越来越得到关注。（图，Justin Lewis-Webber/New Space）　　　　　　　　  凌启渝