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去太空采集太陽能 閱讀答案

編輯: 路逍遙 關鍵詞: 初中說明文閱讀 來源: 逍遙右腦記憶


去太空采集太陽能


在經典日本長篇動畫《機動戰(zhàn)士高達》最近播放的新一部中,化石燃料枯竭,地球因能源短缺陷入全球性動蕩,迫使人類轉而依賴空間太陽能基站。雖然這個科幻故事的代被設定在2037
,但日本科學家正在開發(fā)空間軌道能量基站必需的硬件設備,以期獲得一種可再生的清潔能源。他們計劃花二十時間研制出一座原型基站。

長期以來,利用太陽能電池板從外層空間搜集能量傳輸回地面的想法,總是因為成本太高和不切實際被一再否決。然而在目前全球能源緊張、環(huán)保呼聲日漸高漲的大背景下,這個“不切實際”的計劃又在日本抬頭。2007
,大阪激光技術研究所的研究人員用陽光作為能源,產生了功率高達180
瓦特的激光。今二月,北海道的科學家開始對一種能量傳輸系統(tǒng)進行地面測試,這種設備可以用微波的形式將能量從外層空間傳回地面。

太陽能激光和微波能量傳輸這兩個研究項目,是一項大膽計劃的兩大支柱。該計劃由隸屬于日本航天局的日本航空研究開發(fā)機構(JAXA)
資助,旨在實現空間太陽能動力系統(tǒng)(SSPS)
。確切地說,這家機構的目標是:在2030
以前,將一個太陽能發(fā)電基站送人地球靜止軌道,它將向地面?zhèn)鬏敼β蕿?00
萬千瓦的能量,相當于一座大型核電站的產能率。這些能量將以微波或激光的形式下傳。在地面上被接收并轉換成電能,然后并入商用電網,或以電解氫的方式存儲起來。

JAXA
高級任務研究中心的鈴木拓明說:“我們的研究動機很簡單,就是為化石燃料耗竭和全球變暖尋求一個可能的解決之道。”大約有180
位來自日本各主要研究機構的科學家參與這項計劃,鈴木拓明就是其中之一。JAXA
稱該計劃的潛在優(yōu)勢非常明顯:在外層空間陽光輻射能量比地面要高5
~10
倍,空間基站效率更高:空間基站可以一天24
小時工作,不受天氣影響:整個系統(tǒng)還非常清潔,不產生任何廢料和污染,而且安全。抵達地球表面的能量強度約為每平方米5
千瓦,大約是中緯度地區(qū)晴朗夏日正午陽光照射功率的5
倍。盡管科學家稱這么大的功率對人體無害,但是接收區(qū)還是會選在海上,且周圍會設置警戒線。

在日本宮城縣的一座研究設施中,鈴木拓明和JAXA
的研究人員正測試用一束800
瓦的光纖激光照射500
米外的一個接收站。一面只反射波長為1064
納米的光波的小鏡子,把這束激光導向一塊實驗太陽能電池板。(
鈴木拓明選擇該波長激光的原因是,這種光更容易穿透地球大氣層,能量損失最大不超過10
%。)
這項任務的關鍵在于,尋找能有效將陽光轉變?yōu)榧す獾奈镔|。含釹和鉻的釔鋁石榴石陶瓷材料是目前最有希望的候選材料。

基礎科學研究只是這項挑戰(zhàn)的一部分。測試微波和激光系統(tǒng)都要求具備在外層空間建造超大形結構的能力:薄膜聚光鏡、太陽能電池板和一臺微波發(fā)射器展開后將寬達數千米、重10000
噸,總重5000
噸的100
個激光陣列單元將長達10
千米。地面的微波天線也將有2
千米長。

整個項目所需的資金是一個天文數字,也許將達到數百億美元,不過鈴木拓明及其同事說,他們不考慮成本因素。他說:“如果我們不先掌握基本的技術,我們就無法知道這個項目是否行得通。我們的目標是生產穩(wěn)定、便宜的電能和氫燃料,爭取把價格控制為每度電6.5
美分。”這樣的價格將與今天傳統(tǒng)發(fā)電站的電價一致,也許會增加該項目的商業(yè)吸引力。

考慮到目前的技術手段,只有依靠世界各國航天機構的精誠合作,才有可能將大型裝置送入外層空間。不過鈴木拓明認為,隨著外層空間潛在軍事價值日漸增加,參與太空競賽的國家都試圖獨立發(fā)展自己的空間技術。“如果JAXA
、美國航空航天局(NASA)
和歐洲空間局能夠通力合作當然更好。”所有這些聽起來恰恰像是一幕太空歌劇的序曲。


1
、根據文章,簡單介紹一下“空間太陽能動力系統(tǒng)(SSPS)
”。


2
、文中畫線句子運用了什么說明方法?
有什么作用?


3
、為什么去太空采集太陽能?
它有什么優(yōu)勢?


4
、請對下面句子中加著重號的詞語作簡要的點評。

這種光更容易穿透地球大氣層,能量損失最大不超過10
%。



答案:

1
、將一個太陽能發(fā)電基站送入地球靜止軌道,它將向地面?zhèn)鬏敼β蕿?00
萬千瓦的能量,相當于一座大型核電站的產能率。這些能量以微波或激光的形式下傳,在地面上被接收并轉換成電能。然后并入商用電網,或以電解氫的方式存儲起來。

2
、列數字。說明了測試微波和激光系統(tǒng)要求具備在外層空間建造超大形結構的能力。

3
、在全球能源緊張、環(huán)保呼聲日漸高漲的大背景下提出來的。這項計劃有潛在的優(yōu)勢:在外層空間陽光輻射能量比地面要高5
~10
倍,空間基站效率更高;空間基站可以一天24
小時工作,不受天氣影響;整個系統(tǒng)還非常清潔,不產生任何廢料和污染,而且安全。

4
、“最大”表程度,說明能量損失不會超過10
%,體現了說明文語言的準確性。


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