2026年5月18日這天,一條新聞火遍全網。西安電子科技大學傳出好消息,段寶巖院士團隊帶領的"逐日工程"又往前邁了一大步。
他們突破了空間太陽能電站與微波無線傳能的多項關鍵核心技術,自主研制了一對多動目標微波無線傳能的空間太陽能電站地面驗證系統,在百米級距離實現千瓦功率輸出。國外不少媒體看了直搖頭,把發電廠搬上天,這事過去只在科幻片里見過。
咱們先把"逐日工程"是個啥說清楚。一句話概括,就是中國要在三萬六千公里高的地球同步軌道上建一座太陽能電站。
太陽能板收集陽光,轉換成電,再用微波把電"打"回地面。這名字也起得有意思,取自夸父追日的傳說。
幾千年前的神話,現在咱們的工程師真打算讓它變成現實。太空發電的點子最早是美國人想出來的。
1968年,科學家彼得·格拉澤提出了這個設想。他當時琢磨,把太陽能板送上太空,繞開云層、大氣和黑夜,電就用不完了。
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這想法在那個年代聽著像做夢。誰能想到快六十年過去,真正把它從圖紙搬到現實的,是大洋這邊的中國。為啥非要跑去天上發電?
地面建電站不香嗎?這里面差距大著呢。太空發電效率是地面的8到10倍,還能做到24小時連續供電。
地面光伏板碰上陰雨天就發愁,到了晚上更是干瞪眼。可在三萬六千公里高的同步軌道上,太陽幾乎一直掛在頭頂。
沒云沒雨沒黑夜,效率自然完全是另一回事。再說這次5月18日的突破,含金量很高。
段寶巖院士團隊成功自主研制出世界首個"一對多動目標微波無線傳能"的空間太陽能電站地面驗證系統,在百米級距離實現1180瓦功率輸出,直流-直流效率20.8%、波束收集效率88.0%。這兩個數字背后是工程師們熬了無數個通宵。
過去微波傳能像散彈槍,能量到處飄。現在能精準鎖定一個移動目標,跟裝了狙擊鏡似的。更讓人眼前一亮的是另一組數據。
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這套系統在無人機時速30公里條件下實現了143瓦穩定接收。這話聽著簡單,意義可不小。
無人機飛著,地面給它遠程"加油",全程電力不斷。小時候玩遙控車,沒電就得跑過去換電池。
現在隔空給運動中的飛行器送電,技術跨度真不是一星半點。很多朋友會問,咱們國家電力供應這么穩,何苦折騰上天去?
這事得看太空電站的真正用途。空間太陽能電站未來可以成為軌道中的"太空充電樁",為衛星等航天器充電。
目前中小衛星需要攜帶龐大的太陽帆板,效率低且在陰影區無法充電,而"太空充電樁"可使衛星只需一副可收展的接收天線即可持續充電。這一改,衛星從"自帶充電寶"升級到了"路邊充電樁"。
舉個直觀點的例子。目前部分低軌小衛星在距離地面500公里的軌道上運行一圈大約需要96分鐘,但依靠自身攜帶的太陽能電池板,單次運行中只能維持不到10分鐘的工作時間。
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這數據有點出乎意料,原來衛星大半時間都在打瞌睡省電。有了太空充電樁,衛星能撒開膀子干活。
一顆頂過去三顆用,太空里那堆昂貴的航天器算是有了靠山。對老百姓和軍隊的好處也是實打實的。我國電網覆蓋雖廣,可有些地方電真送不到。
南海遠洋艦船、西沙南沙礁盤、青藏高原的邊防哨所,還有汶川玉樹這種地震多發的山區。架線翻山越嶺成本高,柴油發電機又得靠補給。
天上要是有座電站隨時滴電下來,這些地方的官兵和百姓再也不用為電發愁。軍事用途更是繞不開。
該技術可應用于對軍用衛星、空間武器、大型艦船、地面軍事設施的無線供電,特別是在軍用應急雷達、平流層飛行器、無人機群等無線供電方面具有前景。設想一下,幾百架無人機集群作戰,不用愁電池續航。
激光武器持續開火,不用等冷卻充能。這對未來戰爭形態的影響是顛覆性的。外網這幾天炸開了鍋,美國人估計覺也沒睡好。
中國走的這條技術路線,特別扎實。早在2014年,段寶巖院士團隊拿出了OMEGA空間太陽能電站方案。
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相較美國最新的ALPHA方案,在系統質量相同的情況下發電能力可提高24%。中國工程師的聰明就在這里。
咱們沒簡單照抄別人圖紙,而是琢磨出更高明的法子。這二十多個百分點的優勢,背后是球面線聚焦原理的創新,散熱、控制、發電三大難題一起破解。
2022年6月是個關鍵節點。世界首個全鏈路全系統地面驗證系統通過驗收。翻譯成大白話,就是地球上1:1把整套設備造出來跑通了流程。
到2023年,這項技術又有飛躍,微波無線傳能效率達87.3%,在55米距離傳輸了2081瓦功率。從55米到現在的百米級,從單一目標到一對多動目標,每一步都為真正上天打地基。
這支團隊也得夸兩句。項目團隊中80后及90后科研人員占比已達到61%。一群三十來歲的年輕人,扛起了人類能源未來的大旗。
這畫面讓人想起當年兩彈一星的元勛們,也都是青壯年挑大梁。航天領域有句老話,搞工程的人都老得早,操心多。
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看看這幫年輕面孔,中國航天的接力棒,傳得穩穩當當。下一步的時間表也清楚了。
2025年項目進入"2.0版"研發階段,計劃在"十五五"期間開展低軌驗證試驗,目標建成航天器"太空充電樁"。再往后,2030年前后開展兆瓦級在軌試驗。
到2050年左右建成吉瓦級的商業太空電站。這時間線看著遠,可對改變能源格局的超級工程來說,二十多年走完從概念到商用,已經是航天史上的奇跡。
再瞅瞅大洋彼岸,差距就出來了。美國第一個提出這個概念,幾十年過去了,NASA還在為預算跟國會扯皮。
歐洲、日本各自玩了一陣子,錢不夠就停了。中國能持續推進,靠的是制度優勢加上長遠戰略定力。
十六個部委聯合論證,上百位專家協同攻關,這種調動資源的能力,別的國家很難復制。咱們想象一下未來的畫面。
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三萬六千公里的同步軌道上,巨大的太陽能板環繞地球,源源不斷把陽光化成電送回家。荒漠戈壁里再不用大規模鋪光伏占用土地。
月球科考站、火星基地,再也不用愁能源補給。深空探測器飛向木星土星,沿途都有"加油站"。這場景聽著還有點科幻。
可十年前誰能想到,咱們今天掃碼就能騎共享單車呢。工程難度也得說實在話。
把上千噸設備運到三萬六千公里高的軌道,需要可重復使用的重型火箭。在軌組裝這么大的結構,需要成熟的太空機器人技術。
微波傳能過程中怎么避免影響地面通信、不傷害飛鳥,都是要啃的硬骨頭。好在這些都不是死結。
長征九號重型火箭已經在研,空間機器人也在天宮上攢經驗,一步步走下來很有希望。寫到這兒心里挺感慨。
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從夸父追日的神話,到1968年美國人的圖紙,再到今天西安實驗室里那盞被微波點亮的燈。人類追求清潔能源的夢想,跨越了幾千年幾代人。
這次"逐日工程"的突破不光是技術上的勝利。它更像一種宣告——屬于中國的航天浪漫主義時代,已經悄悄到來。
等太空那座"三峽"真正點亮的那天,今天講的故事,就成了寫進教科書的歷史。
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