原创 太空“发电”真要来了,中国"逐日工程"突破,夸父逐日不再是神话!
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2026-07-17 10:32:34

你敢信吗?在太空发的电,能隔空传回地球。不是科幻啦,是真事儿。中美日欧都在干这事,但进度差都不一样,中国有所突破。

先简单普及一下,太阳挂在天上,天天白送能量。但地面上用太阳能,要看老天脾气吃饭,晚上发不了电,阴天发不了电,一年下来有效发电时间不到两成。那如果把太阳能板搬到太空呢?3.6万公里高的地球同步轨道上,没有云,没有雨,没有黑夜,太阳光强度是地面的5到8倍,一年365天24小时不间断发电。

同样一块太阳能板,在太空发一天的电,地面得干一星期。但问题来了,电发出来了,怎么送回地球?3.6万公里,总不能拉根电线吧?拉电线这个工程给你,你也接不住啊!

答案就是:微波传电。就是把电转换成微波,像发射信号一样射向地面,地面天线接收后再还原成电。听着像手机无线充电?差太远了!手机充电是几毫米距离的事情,太空发电这是几万公里,难度天壤之别。

那各国都搞到什么程度了呢?美国,2023年搞了个大新闻。加州理工学院发射了SSPD-1卫星,首次实现了太空到地面的微波传电。听着厉害吧?实际传输功率只有1毫瓦。1毫瓦是什么概念?连一个LED灯泡都点不亮,当然了,这也算是技术的突破嘛,效率只有1.6%。日本,搞了几十年了。JAXA早在2015年就做了55米距离1.8千瓦的地面微波传输实验。2024年又搞了飞机对地面的测试。今年还计划发射OHISAMA卫星,从400公里轨道向地面传1千瓦的电。1千瓦也就够烧壶水,卫星才180公斤,洗衣机那么大。欧洲,还在画饼阶段。ESA的SOLARIS计划,目标是2030年前后完成关键技术演示,目前还在概念设计和可行性论证。

再看中国。2022年,西安电子科技大学段宝岩院士团队,建成了全球首个全链路全系统空间太阳能电站地面验证系统。

啥叫全链路?从太阳光收集、光电转换、微波发射、空间传输,到接收整流输出。整条链路,从头到尾,全跑通了。是全世界唯一一个。2026年5月,团队又搞了个大突破:百米级距离,输出功率1180瓦,直流到直流传输效率20.8% ,波束收集效率88% 。啥概念?1180瓦,够带一台家用空调,烧饭烧水都没问题。88%的波束收集效率,意味着发射出去的微波,绝大部分都被接收天线精准捕获,大多数没有跑偏浪费的。

更关键的是,中国已经实现了"一对多动目标"传能。几个意思呢?以前是固定位置定点传电,目标一走就脱靶断电。现在同一套系统,可以同时给多个移动目标精准供电。团队用无人机做了测试,无人机以时速30公里飞行,地面稳定接收到143瓦电能。你以后看到头顶的无人机,他不一定在飞行,他也可能在充电。

美国在太空传了1毫瓦,日本准备传1千瓦到固定点,中国已经在给飞行的无人机隔空充电了。这就是差距。那中国怎么做到的?

段宝岩院士团队,搞了12年。2014年,提出"欧米伽"创新设计方案,把整座太空电站拆成多个小模块,编队协同工作,哪块坏了换哪块,不会一个零件挂掉就全瘫。2018年,"逐日工程"正式立项。2022年,75米高的验证塔在西安电子科技大学校园里拔地而起,全球首个全链路地面验证系统建成。2026年,从"一对一"定点输电升级到"一对多"动目标传能。

他们搞出了三样核心东西:

第一,反向波束导引闭环系统。 飞行器快没电了,主动发个定位信号,发射天线毫秒内解算位置,把电能波束精准"投喂"过去。从"盲目发射"变成"双向奔赴"。

第二,氮化镓二极管等新型器件。 微波波束能量极高,打偏会烧坏接收端硬件。新型器件把系统承受大功率波动的能力提上去了。

第三,分布式欧米伽方案。 太空电站不是一块大板子,而是上万个小模块编队飞行。模块化设计,降低在轨展开和维护难度,还提高了系统容错性。

这东西对普通人有什么影响?

卫星不用再背大电池了。 现在的卫星全靠自己的太阳能帆板,帆板一坏就变太空垃圾。有了太空充电桩,卫星减重30%以上,寿命延长3到5倍。

偏远地区不用架电线了。 西部山区、海岛、沙漠,架电线成本天文数字。太空电站调个角度,直接微波送电,无线充电。

灾区断电秒恢复。 地震、洪水把地面电网搞瘫了,太空电站临时调方向,应急供电网络立马拉起来。

电动车理论上可以边开边充。 不用停车,不用找充电桩,微波从天上送过来,续航焦虑直接归零。

月球基地、火星前哨也能用。 太空电站往深空一照,远程供电,不用在月球上建核电站了。

那什么时候能真正用上?段宝岩院士给出的时间表:2030年前后,兆瓦级在轨试验;2050年前,吉瓦级商业化太空电站。吉瓦级是什么概念?相当于一座大型核电站的发电量,一年发电约1000亿千瓦时,差不多顶5到7座三峡。

2014年提方案的时候,很多人觉得这就是天方夜谭。

2022年全链路跑通的时候,全世界都没想到中国能干成。

2026年一对多动目标传能突破的时候,已经没人敢小看"逐日工程"了。

从PPT到75米高塔,从1.0到2.0,每一步都在把科幻往前推一点。

中国,是唯一一个把发电、转换、微波发射、空间传输、接收整流整条链路从头到尾跑通的国家,是唯一一个实现了给飞行中的多个目标同时隔空充电的国家。

"逐日工程"这名字起得好。几千年前,夸父追太阳,渴死在路上。几千年后,中国科学家追太阳,追到了3.6万公里的太空里,还把太阳的能量送回了地面。夸父没走完的路,这代人替他走完了。

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