能將太陽光被聚焦成雷射嗎？變成無堅不摧的武器！用來發電可好？

2020-10-18 星辰大海種花家

將太陽光聚焦成「雷射」作為武器使用的，除了《007-擇日再死》外能找到如此宏偉的場面的已經不多了，這顆名叫伊卡洛斯的聚焦太陽光的衛星，是事實上的本片主角，因為從頭至尾，它的特寫鏡頭可給的不少！那麼問題是真的可以將太陽光聚焦成雷射嗎？

聚焦陽光作為武器-這不是夢！

太陽每秒向太空輻射的功率超過10^26W，近地軌道上每平方米獲得的輻射功率大約是1.4千瓦，這個功率是相當大的，完全可以聚焦作為武器來使用，比如使用10000平方米（100×100米即可）的鍍鋁反射面，將其聚焦到10×10的面積內，即使只有70%的反射效率，那麼每平方米也能獲得140千瓦的功率，大約是赤道地區光照的100倍，似乎聽起來不高，但足以解決很多問題，因為太陽光是免費的，一分鐘不夠，那麼兩分鐘可好？

1999年2月4日俄羅斯進步M—40貨運飛船攜帶了一塊超大面積的反射薄膜進入太空，進行了代號為「旗幟2·5的陽光反射試驗。按計劃這塊反射薄膜會在「離心力」的作用下展開，形成一個直徑25米的反射面，在太空人的操控下，將熾熱的陽光反射向黑暗的地面，飛船所經之處比如俄羅斯、法國和加拿大等會出現一個人造月亮，當然時間可能會比較短暫，但所經之處足以讓大家讀書看報！

但很可惜計劃處了差錯，反射鏡面打開失敗，纏繞在了天線上，太空人和地面人員經過數次努力後最終決定終止實驗！除了這個反射陽光的實驗外，同工異曲的太陽帆實驗：2005年美俄曾合作開發了一艘太陽帆飛船「宇宙一號」，但升空後即與地面失去聯繫，還有日本太陽帆實驗「伊卡洛斯」號，很湊巧，也叫「伊卡洛斯」！2010年5月1日「伊卡洛斯」號隨同「曉」號金星探測器，由H-2A運載火箭同時發射升空。伊卡洛斯太陽帆在2010年6月11日完全展開為止，實驗取得圓滿成功！

成都天府系統科學研究會也在2019年提出一個計劃，打算在2022年前發射一顆反射陽光的人造月亮！儘管這些計劃都是光帆或者人造月亮，但它們的技術是相通的，都是反射陽光，唯一的差別是目標光斑的大小，如果光斑極小，功率極高那麼就是武器，如果光斑很大，將其光照強度調整到陽光的1/10或者稍高，那麼就是輔助照明！所以兩者的技術完全是通用的，這是非常理想的武器是嗎？但有幾個問題需要解決：

  • 陽光聚焦容易發散

  • 反射面積必須非常大

可能大家都有手電筒的使用經驗，光斑在不遠處即發散嚴重，所以必須要保持強大的面積才可以保證焦點處獲得足夠的能量！另外軌道必須夠高，否則同一地點保持存在的時間太短，但過高的軌道又會帶來成本和光斑發散的問題。所以要實現這個太陽武器，還有點難度！

007中的伊卡洛斯武器正在三八線清理地雷

陽光能聚焦成雷射？想多了哈！

陽光聚焦會只能增加光強度，它無法形成雷射！愛因斯坦在1916年描述了原子受激輻射和自發輻射的關係，這是最早的雷射理論，1958年查爾斯·湯斯和阿瑟·肖洛將氖光燈泡所發射的光照在一種稀土晶體上時發現了雷射原理：

原子在受到與其固有振蕩頻率相同的能量激發時，都會產生這種不發散的強光--雷射

1960年5月16日美國加利福尼亞州休斯實驗室的科學家梅曼獲得了波長為0.6943微米的雷射，這是子愛因斯坦預言以來獲得的第一束雷射！利用一個高強閃光燈來激發紅寶石，當其原子受到激發時會發出波長在紅光附近的光，因此叫做紅寶石雷射，這種光不易發散，並且能光斑處獲得極高的溫度！

後續雷射發展進入了快車道，氣體雷射和固體雷射技術都獲得了突破，八十年代中後期半導體雷射被發現，90年代後高功率雷射技術實現！現代雷射技術已經進入生活的方方面面，甚至你家的光碟機上用的都是半導體雷射技術！

機載雷射武器

所以陽光和雷射我那全是兩碼事，並不是說光強度夠高的就是雷射！

聚焦陽光用來發電？完全可以的事情！

儘管聚焦陽光不能形成雷射，但這個光用處卻很大，比如所謂的太陽灶利用的就是這個原理，還有大型的聚光太陽能熱發電站！

這種電站的原理很簡單，它利用鏡子將大面積的光匯聚到一個集光區，通過介質（熔鹽）將這些熱能儲備並且加熱另一種介質，一般情況下是水，生成蒸汽推動汽輪機發電！為什麼不直接加熱水是因為熔鹽可以儲存大量的熱能，在沒有陽光的夜間和陰雨天氣繼續保持發電，這是聚光太陽能熱發電站比直接轉換太陽能電池和風力發電等有優勢的地方！

但它也有一個致命的缺點，在集熱塔下總是會看到密密麻麻的鳥類屍體，因為這種看不見的陽光焦點處，鳥類一旦飛經此處，那麼它將受到高達數千度的熱輻射，成為一個烤鳥場！也許分離式的聚光太陽能電站會比較好，因為每個點都是獨立的加熱模式，不會出現這種焦點位置高，面積達，容易讓鳥類闖入的問題！

所以太陽能無罪，有的只是我們的方法問題！

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