空间太阳能电站，作为人造天体，在绕地球运行过程中，总有一部分时间被地球挡住阳光，也就是说要进入地球的阴影部分。不过，这时间并不长。如果太阳能电站的轨道选择得好，可以使这时间变得很短。例如，太阳能电站若处在赤道上空35860千米的同步轨道上，它绕地球一周的时间为23小56分4秒，与地球自转周期相同，则太阳能电站对地来说是静止的，一年中仅在春分和秋分前后45天，而且每天至多只有72分钟被地球挡住阳光的时候，在其余时间内，电站的大面积电池帆板可以受到太阳光的连续照射而把光转变为电。和地面相比，用同样面积的太阳能电池帆板，在同步轨道可多获6~11倍的太阳能。如果把空间太阳能电站建设在圆形日心轨道上，那就不再怕地球挡住阳光，并可获更多的太阳能。怎样把太阳能电站的电能传送给空间工业用户和地球，是建设空间太阳能电站的关键问题。早在1968年，科学家就设想，在宇宙空间的太阳能电站，聚集大量阳光，利用光电转换产生直流电，并通过相应的装置将直流电变换成微波，以微波波束的形式传输到太空用户或者传输到地球上，用户接收站又将微波能量再转换成相应的电能，联入用户供电网络。由于微波能顺利通过云雾和烟等，每天向地球输电时间不受任何限制。而在空间没有重力并且真空，太阳电池帆板可以做得很大，微波器件无需严格密封，而微波电能的定向发射和接收对环境危害较小。虽然微波的放射性也是一种污染，但和煤与石油对大气的污染，以及和核电站可能产生的放射性等类污染相比，几乎可以说是微不足道的。空间太阳能电站的优势还在于它不必使用煤、石油等不可更新的自然资源。
美国空间太阳能电站1987年，加拿大科学家在渥太华进行了第一次利用微波作飞行动力的微波波束传送电能试验。他们用碟型天线传输微波波束。在试验中，发现在波束的聚焦、目标的跟踪方面存在一定的困难。
日本京都大学的科学家们也进行了类似的试验。不过，他们对加拿大的微波波束传输技术作了改进，采用相控阵天线技术。利用相控阵天线传送微波波束，聚焦精确，跟踪目标快速，利于实现计算机控制。
日本人试验的是一种无机载动力源、长度为16米的模型飞机。飞机上既无机载汽油，也无电池，而是靠接收地面的微波能量作为动力，收到的微波能量被转换成电力，驱动飞机螺旋桨转动，获得飞行动力。这一试验的目的，不是想研究开发一种不带燃料箱的飞机，而是试验微波传能技术，用于未来空间太阳能电站的电力传送。如果这种模型飞机传能试验进展顺利，日本的科学家计划在1993年把试验搬到高度为220千米的人造卫星上进行，利用相控阵天线及发射机给同时发射升空的另一颗人造卫星传送微波能量。
科学家们预测，不需很久，能产生动力的空间太阳能电站作为实用能源工厂，将为空间工厂提供电力，或者为轨道上的载人飞船和航天站提供能源。再进一步的发展，将会把电力送往地球。
据科学家分析，空间太阳能电站的经济最佳容量是5~10兆瓦，悬挂于地球赤道上空36000千米高度的对地静止电站的质量为5万~10万吨。
最初步的估算表明，空间太阳能电站每产生1千瓦电量的造价会比核电站同样功率的造价高出50％~100％。比水电站高出100％~150％，比热电站高300％~500％。但是，由于使用甚高频微波辐射传输到地球，微波能量实际上不会被大气所吸收，地面接收站接收到的微波能量转变为电能供给用户，其转换效率可高达90％；更由于空间太阳能电站不耗地球资源，因此工作约5~7年后，其利润将比热电站和核电站高。
建造空间太阳能电站的另一个关键问题是运输。计算表明，在5年内回收这样一个电站的建设费用，它每千克重量的成本不应超过150~200美元。此外，运载火箭应有非常大的推力，一次能将500吨的有效载荷送入轨道。在这样的情况下，总计只需100~200次的发射就可以了，所有货物在3~5年内运输到位。
到目前为止，还没有这种大推力运载火箭能一次将500吨的有效载荷直接送入同步轨道。现有最大推力的运载火箭也只能将200多吨的有效载荷送入地球近地空间。因此，要在3~5年内将空间太阳能电站的建设材料运送到位，还必须研制这种大推力火箭。
所以，怎样大规模开发与利用空间太阳能，还处在设想阶段，还需要若干年才能实现。
科学家们相信，动手建立一个具有发电容量为15万千瓦的空间太阳能原型电站的计划是可行的。在这之后，就可能建造巨大的电站。随着时间推移，太空太阳能电站还应能帮助解决行星的电力供应。
空间太阳能电站的首次提出
当今社会，能源问题已经成为困扰人类社会进步和发展的重大课题。自从20世纪70年代发生能源危机以来，人类开始探寻新的清洁、安全可靠的可持续能源系统。1968年，美国彼得·格拉赛博士首次提出了空间太阳能电站（SPS）的概念。其主要包括三部分：太阳能发电装置将太阳能转化成为电能；能量转换装置将电能转换成微波或激光等形式，向地面发送能束；地面接收系统接收空间发射来的能束，再将其转换成为电能。
太空城镇的构思
伴随着空间工厂的生产，太阳能电站的建造，月球和小行星的开发以及其他形形色色的大规模空间活动的发展，必然有越来越多的人到宇宙空间去工作、生活。因此，需要建造一种适于人类在宇宙空间居住的场所，即太空中居民的定居区或城镇。
为了使未来的太空居民能够像地球上那样长期工作和生活，太空城镇一方面应具有防护外部宇宙射线以及微流星袭击的设施；另一方面也要创造类似于地球上的重力、大气、日照与昼夜变化等环境，必须有充足的水、食物和能源，必须设置住宅、街道、公园、学校、农场等区域，用以保证居民的生活需要。
经过一些年的设想和构思、讨论，科学家们提出了五花八门，各具一格的空间城镇建设方案。美国科学家格拉尔得·凯·奥耐尔提出的在今后一些年内营建巨型太空殖民地方案，具有代表性。此方案听起来，既有科学幻想的成分，更具有现实性的味道。太空居民点的建设是绝对必要和可能的，然而，是否就是这位科学家设想的这样，今后的太空实践会给出正确回答。
他提出的这个太空殖民地将是一个巨大的圆柱形地球轨道站，其长度为3~30千米，直径达1~6千米。设想，这样一个空间结构能够容纳20万~2000万人。这个圆柱体不断旋转着并且在外壳内壁产生人造重力。在圆柱体内不仅有供人居住和办公的房子，而且还有山丘、森林、湖泊及河流。美国科学家相信，这种计划方案是可行的。前苏联的科学家对这个巨大的空间殖民地构造方案发表评论说，他们没有询问美国科学家的计算技术，但是相信美国人的技术和力量，相信这种计划是可行的，可以看做是太空居民城镇的一种可能的解决方案。
不论太空城镇将会按何种方案、布局建造，一定会伴随太空工业的兴起同时建设；开始规模也许较小，随着空间工业规模不断扩大，居民区也同时会发展。
由于外层空间存在大量的资源，随着月球和小行星的开发，空间会出现大批工业产业，人类依赖地球资源的程度下降，建设大规模太空城镇将不是现在人们想象的那么玄乎。
火星是一颗最富传奇色彩的行星，也是多少年来人们经常联想到地球以外可能具有生命的行星。火星上是否有过生命形态存在，科学家们争论了好多年。考虑到火星上有生命存在的可能性也有一些理由。火星上有稀薄的大气、少量的水，它的温度时常升到冰点以上。
为了拨开人们对火星认识上的迷雾，美国和前苏联都多次发射火星探测飞船，拍了很多照片，分析了大气，化验了火星土壤。可是迷雾层层，拨开一层又出一层，并没有足够的证据回答火星上到底有没有生命存在过。
例如，除陨石坑、火山环形山和裂隙外，“水手9”号飞船还观测到类似于干枯河床、峡谷和沙丘的外表特征，有人坚持说某些河床和峡谷仅仅由流动的水才可能形成。虽然目前火星上不可能存在液态水，但可以有大量的冰潜藏在火星表面下，或许几百万年以前的条件与今十分不同。有人提出说类似地球上的冰河和间冰河期的长期气候变化可能使极冠冰周期性地全部蒸发。这将提高大气中水汽和二氧化碳的压强。这样的大气会更像地球大气，液态水能够存在甚至还能形成雨，以至产生了所观察到的河床。“水手9”号也发现火星极冠区有时是明带有时又是暗带，这就增强了周期性气候变化的假设的可信性。这些带被解释为处于交替的冰河和间冰河期内的不同表面层。按照这样解释，火星现在处于冰河期，这时大部分二氧化碳和水仍然冻结在极冠处。但在间冰河期火星较暖，大气较密，表面也湿润。这些设想提高了对火星上存在生物可能性的关注。
由过去的资料看，火星具有太阳系内，除地球外，最少有害于生物生活的条件。有些预言已由“海盗”号探测飞船的探测所证实。轨道飞行器拍摄的照片，分辨率在100~1000米，照片上确有很多类似河床的外形，表示火星早期历史上有几次洪水。但也可作另一种解释，过去曾有巨大的冰川覆盖着火星大部分地区。冰川流过障碍物也能产生类似河床的外形特征。
但是，“海盗”号飞船的轨道飞行器和着陆舱进行过12次试验，每次都直接或间接与生命研究有关。在分子分析实验中，把火星土壤的两个标本加热到500摄氏度，烧掉了任何含碳的有机分子。然后对气化后的物质作化学分析，证明火星上存在任何由碳构成的生物是极不可能的。这个结果曾使很多人失望。前苏联的科学家对此也有不同看法，认为火星土壤取的是两个火星偶然点，而且试验方法不完善，要下结论否认火星上有生命存在的可能性为时过早。
人类对火星的探测，取得很多资料信息和成果，包括它的地形、地貌、土壤成分、大气构成和确实存在水等；然而火星上到底是否存在或存在过生命形态，还处在迷雾之中，而这正是人们最关注的事情。它继续吸引着科学家的关注并激起人们的幻想。如果人类能亲临火星登陆考察，可以直接解开火星是否有生命形态存在的奥秘，那时科学家之间有关此事的争论才会结束。
科学家估计，到21世纪30年代，可望实现航天员在火星登陆，这将把航天科学推上新的高度，是一个重大里程碑。这是一个多么美丽和光彩夺目的事业，正等待着青少年朋友们去创造。
