科学家为太阳能发电厂找到副业 用于夜间搜寻小行星

无论太阳能发电系统有多么好，它们都有一个共同的缺陷——它们在夜间无法工作。一旦太阳落山，白天的发电就结束了。系统会关闭，直到第二天日出之前，发电量为零。桑迪亚国家实验室的科学家约翰·桑达斯基正在考虑为太阳能发电厂增添一些副业。在国家太阳能热测试设施，他正在试验让定日镜在夜间搜寻小行星。

定日镜发电时间不够长这只是生活和工程中的一个现实问题。但如果有办法在夜晚利用太阳能发电厂进行一些有用的工作呢？桑达斯基在位于新墨西哥州阿尔伯克基的桑迪亚国家实验室的国家太阳热能测试设施开始测试时，就想找到这个问题的答案。

该设施是美国唯一的同类研究工厂，由一座61米高的混凝土塔组成，塔两侧安装有218面安装在定日镜上的镜子，这些镜子可以自动跟踪太阳，并将光线聚焦到塔上。该设施的反射面面积达37平方米，可发电6兆瓦。

约翰·桑达斯基站在定日镜中间

当太阳下山时，电力输出就会降至零。然而，这些定日镜的功能远不止追踪太阳。它们还可以通过编程追踪其他物体，这意味着桑达斯基可以让它们发挥更聪明的作用。

作为实验室指导研发项目的一部分，桑达斯基采用了其中一面定日镜，让它像望远镜一样追踪夜空，并将反射的能量投射到塔上的光学仪器上。这部分能量虽然只有飞瓦级，但通过让定日镜以一分钟为周期来回摆动，他创造了适合小行星探测的条件。

传统上，人们使用成熟的光学望远镜来观测小行星，这些望远镜可以捕捉几分钟或几小时的延时天空图像，并同步跟踪恒星。在这些长时间曝光的图像中，恒星会以光点的形式出现。但如果存在小行星，它会以光带的形式出现，天文学家可以确定它的存在、距离、大小和轨道。

国家太阳能热测试设施

问题在于，天空广阔，而望远镜数量有限，这就是为什么这么多小行星是由业余爱好者发现的。由于我们现在知道小行星既可以是宝贵矿物的来源，也可以是对地球的潜在威胁，天文学家们渴望拥有更多工具来提升他们的探测能力。

桑达斯基的技术不会产生带有可见条纹的图像。相反，它以亚毫赫兹的分辨率捕捉入射光的光电流功率谱。如果一颗小行星——或者一艘航天器——穿过视野，它会显示为相对于背景星光的频率偏移，表明运动角度发生了变化。

它不像照片底片上留下的痕迹那样引人注目，但足以展现利用闲置太阳能发电设施作为NASA小行星撞击地球最后预警系统（ATLAS）低成本补充的潜力。ATLAS旨在搜寻潜在危险的小行星。据桑达斯基称，它还可以用于军事用途，帮助国防机构探测在地月空间秘密运行的航天器。然而，这需要将该技术发展到实用水平。

“我们正在寻找机会，将定日镜从一台扩展到多台，并试图证明我们能够帮助寻找近地天体，”桑达斯基说。“我们还想证明，我们可以扩大这项技术的规模，以探测到更小的小行星。”

该项研究成果在国际光学与光子学学会的一次会议上发表。