转自：东谈主民日报
“把发电站建在天外，让清洁动力照亮地球！”——这一还是只出当今科幻作品里的斗胆构想，如今正加速走向实际。跟着众人动力转型深入鼓动，航天辐照资本握续下落，空间太阳能电站这一“改日动力”构想，已成为寰宇主要科技强国竞相布局的新高地。中国正稳步鼓动空间太阳能电站“每日工程”，有打算于2030年前后开展兆瓦级在轨覆按。好意思国企业家埃隆·马斯克近期默示，有打算每年向天外部署1亿千瓦太阳能东谈主工智能卫星动力会聚。这项技艺之是以诱骗众人眼神，在于它领有传统动力难以企及的上风，被视为不休东谈主类动力逆境的终极决议之一。
天外发电的上风与难点
空间太阳能电站的构想，最早由好意思国科学家彼得·格拉赛于1968年提议。它的使命旨趣与通讯卫星不异：太阳能板在地球轨谈上驱动，通过本身旋转恒久正对太阳，以最好角度接受阳光；随后，网罗到的能量以微波体式传输到大地的接受站，再调度成电能，并接入现存的电网基础步调。
与大地太阳能发电比拟，天外的发电条目号称完整：无云层装潢、无日夜瓜代、无大气衰减。在地球静止轨谈或地球太阳同步轨谈上，单元太阳能电板板可接受的太阳辐射量为大地的8至10倍，且能兑现24小时连气儿发电，具备成为踏实“基荷电源”（连气儿踏实驱动的基础电源）的后劲。同期，空间太阳能电站的膨胀能力极强，通过扩大范围能得志众人动力增长需求。要是在地球静止轨谈铺设一周一公里宽的太阳能电板带，一年接受的能量至极于地球可开采石油的总量。
空间太阳能电站还能带来多重附涨价值：一是给卫星减负，使其解脱高大重荷的太阳翼（帆），换上工整的接受天线，从“天外充电桩”获取电力，权贵提高纯真性和续航能力；二是兑现能量和信息双传输，让通讯、导航卫星的天线同期具备接受电力的功能；三是优化天外信息处理，在天外顺利完成数据处理，幸免现时“天外压缩、天地传输、大地解压”模式带来的丢包、失真等问题；四是为月球基地、火星前线站等深空探伤步调提供良友无线供电。
然而，要在天外建造超等电站，并不是一件容易的事。海外上已提议多种空间太阳能电站遐想决议，凭证太阳光能网罗体式的不同，主要分为聚光型与非聚光型两大类。
聚光型空间太阳能电站的中枢想路是通过独特的聚光系统，一方面将太阳光集中汇聚到太阳能电板名义，提高光电调度服从；另一方面将辐照天线发出的微波波束精确瞄准天外遨游器或大地接受站的天线。代表决议包括好意思国的“阿尔法”、中国的“欧米伽”等，其上风在于结构紧凑、分量较轻，但对热不休与指向精度要求高。
非聚光型空间太阳能电站则顺利铺设大面积柔性光伏阵列，协作荒芜的微波辐照天线。比如日本提议的“绳绑缚构”决议、中国的“多旋转关键”构型。这类遐想愈加开心，但需不休超大柔性结构在轨张开、双轴高精度指向等辛劳，就像让一块巨大的“天外帆板”在高速通顺中恒久瞄准两个不同的见地，挑战很大。
无论弃取哪种决议，空间太阳能电站当作一个鸠合“天外—天外”“天外—大地”的超大型动力供给系统，齐需要冲破多项关键中枢技艺。比如，远距离高功率高服从微波无线传能、在轨超大型结构拼装、顶点热环境收敛、耐久可靠性驱动等。这些技艺丝丝入扣，需系统性冲破。
天外动力研发按下“快进键”
连年来，空间太阳能电站从表面探索迈向工程考据的关键阶段，多国加速鼓动关键技艺攻关与原型覆按，一系列冲破性弘扬让这项技艺的落地远景越来越明晰。
英国将建造空间太阳能电站纳入国度抽象动力政策与天外发展政策，赐与要点资金和政策搭救。欧洲航天局将空间太阳能电站定位为“具备耐久可行性的清洁基荷电源选项”，握续过问研发力量，稳步鼓动干系技艺考据。
好意思国国度航空航天局、国防部等机构接续鼓动关键部件与技艺的空间考据。2023年，加州理工学院辐照了一套在轨微型微波传能收发天线，弃取散播式槽型聚光遐想，两个天线间距仅一英尺，牛牛胜利向大地传输了微波束，记号着在微型化传能开发上取得重要冲破，为后续大型开发研发累积了训戒。
日本在场景覆按中作念出探索。2024年12月，日本寰宇航空参谋开发机构归并产业界，在长野县开展商用飞机向大地微波输电覆按。一架飞机在7000米高空以700公里/小时巡航，向大地13个接受点传输270瓦微波功率，考据了高速迁移平台对地精确微波功率传输技艺方面的可行性。
中国在该领域起步虽晚，但弘扬赶快。2022年6月，西安电子科技大学牵头建成“每日工程”——这座75米高的测试塔，是寰宇首个全链路全系统的空间太阳能电站大地考据系统。近期，“每日工程”取得一系列新冲破：在“一双多”迁移见地传能技艺上，兑现一套辐照系统同期为多个迁移见地供电，不休了多见地供电的精确收敛问题，改日有望为多个天外遨游器或大地迁移开发同期供电；在高精度指向收敛上，进一步提高微波波束的指向精度，减少了能量损耗；在辐照与接受天线集成化、微型化与轻量化上取得关键弘扬，为开发的天外部署奠定了基础。此外，中国航天科技集团五院、重庆大学、四川大学、上海大学、中国科学院电工所、哈尔滨工业大学、上海交通大学等单元也积极参与干系关键技艺攻关，酿成多学科协同改进情势。
改日将有丰富的应用场景
改日，空间太阳能电站一朝建成驱动，将潜入重塑东谈主类社会动力情势，应用场景远超设想。
在大地供电领域，传统电网受地形地貌和经济资本制约，在偏远山区、沙漠、海洋等地区架设输电贯通投资大、难度高。空间太阳能电站驻足天基，视域可完整障翳地球通盘区域和地形。通过微波无线能量传输，这些地区可取得握续踏实的电力供应，有助于推动众人动力普惠。
在济急救灾领域，地震、台风、激流等灾害发生后，每每会导致大面积停电。空间太阳能电站的微波无线传能可提供纯真是济急电力供应，不错快速为救灾现场的医疗缓助、通讯保险、临时安置点供电等提供“空中电力支援”，为人命缓助争取贵重期间。
在航天领域，伴跟着大航天期间的到来，越来越多卫星、空间站、深空探伤器将进入天外，对电力的需求握续增长。空间太阳能电站能为这些空间遨游器提供远距离、高功率的电力搭救，让卫星的驱动周期更长、功能更强盛，让深空探伤器不错飞得更远，也不错在空间站开展更多科学实验，极大拓展东谈主类的天外探索范围和期间。改日的“天外互联网”或月球基地，约略齐将依赖这种“天基充电宝”。
更具设想力的是，空间太阳能电站约略能成为应酬顶点舒心的新器具。台风等顶点天气每每会给沿海地区带来巨大可怜，而诓骗微波无线能量注入花样，可对台风区域内下千里凉气流中的水汽进行握续加热，当能量迷漫大时，有望窜改区域大气环流，从而窜改台风的强度和走向，减少台风灾害带来的吃亏。
诚然，从科学实验漂浮为具备生意可行性的产业，空间太阳能电站仍有漫长的路要走。除了需要科学家攻克一系列关键技艺，还需要列国分享技艺恶果、共担研发资本、共同应酬挑战。同期，生意机构的参与也至关重要，需要酿成政府率领、市集驱动、产学研贯串的改进生态，裁汰建造和运营资本，让天外清洁动力走进寻常庶民家，真实成为惠及全东谈主类的可握续动力不休决议。
（作家为中国工程院院士、西安电子科技大学教师）