最近，在太空制造太阳能发电站的研究取得进展，这将“拯救地球”
天基电站正从一个空想变成一个重要的工程前景，因为科学家们希望它们能将可再生能源送入轨道。这听起来像科幻小说：漂浮在太空中的巨型太阳能发电站向地球发射大量的能量。20世纪20年代，俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基首次提出了这个概念。在很长一段时间里，这个概念主要是作家们的灵感来源。然而，一个世纪之后，科学家们在将这一概念变为现实方面取得了巨大进展。欧洲航天局已经意识到“太空发电站”的潜力，现在正寻求资助这些项目，预测我们将从太空获得的第一个工业资源是“发射能量”。气候变化是我们这个时代最大的挑战，因此有很多利害关系。从全球气温上升到天气模式的变化，气候变化的影响已经在全球范围内感受到。要克服这一挑战，就必须彻底改变我们生产和消费能源的方式。可再生能源技术近年来发展迅速，效率提高，成本降低。但它们的一个主要障碍是它们不能提供持续的能量供应。风能和太阳能发电厂只在有风或有太阳的时候才能发电，但我们每天24小时都需要电力。最终，在我们转向可再生能源之前，我们需要一种大规模储存能源的方法。
空间的好处
一种可能的解决方法是在太空中产生太阳能。这样做有很多好处。一个基于太空的太阳能发电站可以24小时围绕太阳运行。地球的大气层也会吸收和反射一部分太阳光线，所以大气层上方的太阳能电池将会接收到更多的阳光并产生更多的能量。
- 一个太空太阳能电池阵列可以由一个大的结构组成，也可以由许多小的结构聚集在一起组成
但要克服的关键挑战之一是如何组装、发射和部署如此大的结构。一个太阳能发电站可能需要覆盖10平方公里——相当于1400个足球场地面积。使用轻质材料也将是关键，因为最大的成本是运输。
我们目前依赖于来自地球的材料，但科学家们也在考虑利用来自太空的资源进行制造，比如在月球上发现的材料。
一个被提出的解决方案是开发成千上万的小型卫星群，它们将聚集在一起，并配置成一个单一的大型太阳能发电机。2017年，加州理工学院的研究人员概述了一个模块化发电站的设计，它由数千块超轻太阳能电池片组成。他们还展示了一种每平方米仅重280克的原型瓷砖，与卡片的重量差不多。最近，制造业的发展，如3D打印，也正在研究它们在空间能源方面的潜力。在利物浦大学，我们正在探索在太阳帆上印刷超轻太阳能电池的新技术。太阳帆是一种可折叠、重量轻、高度反射的薄膜，能够利用太阳辐射压力的影响，在不需要燃料的情况下推动航天器前进。我们正在探索如何在帆的结构上嵌入太阳能电池来建造大型的，无燃料的发电站。这些方法将使我们能够在太空中建造发电站。的确，有一天，在太空部署这些设备是可能的。这样的装置实际上可以帮助在月球上提供电力。
- 太阳能已经被用来为航天器提供动力，但是将这些能量传送回地球上使用将是下一个阶段
可能性还不止于此。虽然我们目前依赖来自地球的材料来建造发电站，但科学家们也在考虑使用来自太空的资源来制造，比如在月球上发现的材料。但未来的主要挑战之一将是如何将电力传输回地球。该计划是将太阳能电池的电能转换成能量波，然后利用电磁场将其传输到地球表面的天线上。然后天线就会把电波转换回电能。由日本航空航天探索机构领导的研究人员已经设计并演示了能够做到这一点的轨道飞行器系统。在这个领域还有很多工作要做，但是目标是在未来几十年使太空中的太阳能发电站成为现实。中国的研究人员设计了一个名为“Omega”的系统，他们计划在2050年投入使用。这个系统在峰值时能够向地球电网提供2GW的电力，这是一个巨大的数字。要用地球上的太阳能板产生这么多的能量，你需要超过六百万个太阳能板。更小的太阳能卫星，比如那些为月球探测车设计的，可能会更快地投入使用。在全球范围内，科学界正在投入时间和精力开发太空太阳能电站。我们希望它们有一天能成为我们对抗气候变化的重要工具。
