科幻技术：微波束实验，为什么要在美国X-37B太空飞机上进行？

一架神秘的军用太空飞机将很快测试利用微波束从太空向地球发送太阳能的想法。美国空军的X-37B太空飞机预计星期六（5月16日）发射入轨，并在机上进行试验，以检验这种可能性。

光伏射频天线模块飞行试验（PRAM-FX）是19世纪以来首次对这种科幻技术进行轨道试验——太阳能卫星电源。这个想法认为，在轨道上建造一个大的太阳能阵列，它可以收集足够的太阳光（未经大气效应或云层过滤），产生强大的微波束。地球上的一个收集站将把光束转换成有用的能量。将任何一颗卫星发射到足够高的轨道上，它将接收到几乎恒定的太阳光流，只需短暂地穿过地球的阴影。一个完整的太阳能阵列星座可以提供不间断的24/7功率。

美国海军研究实验室（NRL）民用电子工程师、美国海军研究实验室（NRL）领导人保罗·贾菲（Paul Jaffe）说：“这一想法引起了很多关注，并在60年代末、70年代初形成了自己的想法，当时探索化石燃料以外的能源已成为当务之急，”当时化石燃料供应变得不稳定，价格飞涨，NRL有了光束能量研究想法。

贾菲说，随着燃料价格的下降，对这项研究逐渐减少。但在2007年，国防部重视了此项目。他说，卫星波束比燃料卡车车队更安全、更有效地为海外军事基地供电。那些装满可燃燃料的卡车可能会遭到攻击和摧毁，危及司机和警卫的生命。但是微波束在不设防的情况下无形地穿过大气层，你无法拦截。随着时间的推移，光束也可能为军用无人机提供动力，更远的道路上，这项技术可能会有民用应用。

NRL的电子工程师克里斯·德普马（Chris DePuma）也在研究这个项目，他说，这个实验装置将其电子器件夹在太阳能阵列和背板之间。德普玛对《现场科学》杂志说，太阳能阵列从太阳收集能量，将其转换成直流电流，然后利用该电流为2.45千兆赫微波提供能量，“理论上，未来将从指向接收点的天线发射出去”。

不过，德普玛说，为了达到PRAM-FX的目的，微波能量落在一根同轴电缆上，同轴电缆将其“倾倒”到一个用来记录数据的仪器中。NRL的研究人员将把这种输出与使用太阳能电池阵列所消耗的能量进行比较，以计算出它们的安装效率。

“这将为类似太阳能卫星的可行性和经济性提供信息，”贾菲告诉《生活科学》。这不是这些研究人员第一次测试这种设备。在地球上的真空室中，利用灯模拟轨道太阳的影响，已经提供了PRAM-FX将如何运行的线索。但研究人员说，没有什么比站在太空更好的了。

当X-37B周六从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空时，PRAM-FX将是X-37B上的几个研究有效载荷之一。这是不寻常的：在之前的五次任务中，空军没有提到X-37B携带PRAM-FX科学有效载荷。在这架太空飞机在轨道上的7年零10个月里，从未披露过它的有效载荷或精确用途的细节。

贾菲说，将PRAM-FX固定在X-37B上的一个主要优点是，他的团队可以利用X-37B的通信系统，推进力和其他资源。这为美国海军研究实验室这个团队，节省了建造自由漂浮卫星运行所需的所有机械的麻烦和费用。德普玛说，X-37B的轨道将提供许多不同的太阳角来测试设备。