为解决太阳能发电站夜间闲置问题,桑迪亚国家实验室的科学家约翰·桑达斯基正考虑为定日镜拓展新用途。目前,他在国家太阳能热测试设施开展试验,让定日镜在夜间搜寻小行星。

太阳能发电系统虽具优势,但存在夜间无法工作的缺陷。太阳落山后,系统会关闭,直至次日日出前发电量为零。这是生活和工程中的现实问题,桑达斯基在新墨西哥州阿尔伯克基的桑迪亚国家实验室国家太阳热能测试设施开展测试,试图找到在夜晚利用太阳能发电厂做有用工作的方法。
该设施是美国唯一此类研究工厂,由一座61米高的混凝土塔构成,塔两侧安装有218面装在定日镜上的镜子。这些镜子可自动跟踪太阳,将光线聚焦到塔上,反射面面积达37平方米,可发电6兆瓦。不过,太阳下山后电力输出便会降至零。
实际上,定日镜功能不止追踪太阳,还可通过编程追踪其他物体。作为实验室指导研发项目的一部分,桑达斯基利用其中一面定日镜,使其像望远镜一样追踪夜空,并将反射能量投射到塔上的光学仪器上。这部分能量虽只有飞瓦级,但通过让定日镜以一分钟为周期来回摆动,创造了适合小行星探测的条件。
传统上,人们用成熟的光学望远镜观测小行星,这些望远镜可捕捉几分钟或几小时的延时天空图像,并同步跟踪恒星。在长时间曝光图像中,恒星呈光点,小行星则以光带形式出现,天文学家据此可确定其存在、距离、大小和轨道。然而,天空广阔而望远镜数量有限,许多小行星由业余爱好者发现。如今,小行星既可能是宝贵矿物来源,也可能是地球潜在威胁,天文学家渴望更多探测工具。
桑达斯基的技术不产生带可见条纹的图像,而是以亚毫赫兹的分辨率捕捉入射光的光电流功率谱。若有小行星或航天器穿过视野,会显示为相对于背景星光的频率偏移,表明运动角度变化。虽不如照片底片痕迹醒目,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旨在搜寻潜在危险小行星。据桑达斯基称,该技术还可用于军事,帮助国防机构探测在地月空间秘密运行的航天器,不过需发展到实用水平。
桑达斯基表示:“我们正寻找机会,将定日镜从一台扩展到多台,证明能帮助寻找近地天体,还想证明可扩大技术规模以探测更小的小行星。”该项研究成果已在国际光学与光子学学会的一次会议上发表。













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