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中国“逐日工程”研究取得重大进展——太空电站突破最后1公里发布日期:2026-05-20 浏览次数:

  

中国“逐日工程”研究取得重大进展——太空电站突破最后1公里

  2026年5月18日,一项震撼世界的科研成果在西安发布。中国工程院院士段宝岩带领的“逐日工程”研究团队取得重大进展,突破空间太阳能电站与微波无线传能多项关键核心技术,自主研制一对多动目标微波无线传能空间太阳能电站地面验证系统,在百米级距离实现千瓦功率输出。

  这项成果意味着什么?简单说,中国已经在戈壁滩上搭建了一座“微型太空电站”的地面模拟系统,成功实现了在地面“隔空输电”。这是人类迈向太空太阳能电站梦想的关键一步,被专家评价为“总体达到国际领先水平”。

  空间太阳能电站的概念听起来像科幻片——把巨大的太阳能电池板部署在地球同步轨道上,24小时不间断接收太阳光,然后通过微波或激光,把能量无线传输回地面,再转换成电能输入电网。

  段宝岩院士用一个形象的比喻解释了这项技术的意义:建设空间太阳能电站好比是在太空预定轨道部署空间微波充电桩,可打破传统卫星对自身太阳能帆板的单一依赖,利用先进的微波无线传能技术,在浩瀚太空中为卫星建起“无线充电站”。

  这项工程被命名为“逐日”——取自《山海经》中夸父逐日的典故。Kaiyun中国“追日”不是遥不可及的神话,而是一个清晰的国家科技路线图。中国工程院院士段宝岩团队早在2014年就提出了欧米伽创新设计方案并开展科研攻关。2022年6月,牵头建成世界首个全链路全系统空间太阳能电站地面验证系统。2026年5月,团队又取得了系列新突破。

  第一,提出分布式欧米伽空间太阳能电站创新设计方案。这是“逐日工程”空间太阳能电站地面验证系统的关键组成,也是从工程角度真正走向应用的第一步。设计从多学科交叉、多系统耦合与系统可靠性角度出发,旨在将分散的能量高效汇聚并传输到指定目标。

  第二,攻克一对多动目标微波无线传能技术。这是本次突破的亮点。实现一套发射系统为多个移动目标供电,解决了多目标供电的精准控制问题,未来有望为多个太空飞行器或地面移动设备同时供电。通俗讲,一个“空中充电站”,可以同时给多个“飞行器”或地面设备供电,这大大提升了空间能源利用效率。

  第三,实测数据亮眼,多项指标领先国际。测试数据显示,在百米级距离内,直流-直流传输效率达到20.8%,输出功率高达1180瓦,波束收集效率达到88.0%。在空间发电上,太阳能聚光与光电转换效率显著提升。在发射与接收天线集成化、小型化与轻量化上取得关键进展,为设备的太空部署奠定了基础。

  段宝岩院士研制的这一套地面验证系统,是人类向太空电站迈出的从0到1的一步。

  这套系统已经能够实现“百米级距离千瓦级”无线输电。这意味着在戈壁滩上,从发射端到接收端,可以稳定输送千瓦级的电能——一个持续运转的空调大约需要800-1000瓦。你可以在距离发射端100米的地方点亮一盏大功率探照灯、启动一台空调,而中间不需要一根电线。

  为何要在太空建电站?因为地球表面的太阳能存在致命短板——昼夜交替、阴雨天气、季节变化都会中断供电。而在地球同步轨道上,99%的时间阳光充足,不受大气层干扰,太阳能利用效率比地面高出数倍。一旦实现,就能提供稳定、清洁、源源不断的基载电力。

  目前研发团队迈出了坚实的第一步——完成了全链路、全系统地面验证,实现了高效率微波无线传能,提出了分布式欧米伽方案,攻克了一对多动目标供电难题。这意味着理论上,太空电站的核心能量传输通道已经在地面打通。

  但距离真正的太空部署还有巨大的工程挑战。首先,在太空组装如此巨大的结构——空间太阳能电站的面积可能达到数平方公里,需要解决在轨组装和维护难题。其次,微波无线输电的远距离传输效率仍需进一步提升。下一步,研究团队需要将距离从百米级向千米级、万米级扩展,并最终在太空轨道上进行在轨验证。

  近日在陕西省技术转移中心组织的成果评价会上,专家组一致认为,项目成果总体达到国际领先水平,对我国未来空间太阳能电站和微波无线传能相关理论与技术发展具有重要引领与支撑作用,产业化及工程应用前景广阔。

  实际上,“向太空要电”的构想并非中国独有。日本、美国、欧洲等航天强国也在这一领域投入大量研发资源。日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)早在2015年就完成了无线年代发射在轨验证卫星。美国海军研究实验室近年来也在研究空间太阳能传输技术。

  但在系统性解决工程难题上,中国走在了世界前列。“逐日工程”研制出的地面验证系统,是目前全球唯一一套真正将空间太阳能电站全链路地面模拟运行的系统。欧美一些项目还在PPT阶段,或者仅完成局部组件测试。中国的实测数据——百米级距离千瓦级功率传输、20.8%的传输效率——目前处于全球领先水平。可以说,在空间太阳能电站这一赛道,中国已经率先“领跑”。

  首先,能源将更加安全。太空电站不受天气和昼夜影响,可以24小时不间断供电,为电网提供稳定基载电力,大幅减少对化石能源的依赖。

  其次,电费有可能下降。一旦实现规模化在轨部署,边际成本将随着技术成熟大幅降低,太空发电的经济性逐渐显现,最终有望惠及普通民众。

  更深远的影响是,这项技术将重塑全球能源格局。谁掌握了空间太阳能电站技术,谁就掌握了未来能源的“制高点”。Kaiyun中国当前全球能源转型方兴未艾,欧美日都在全力推动碳中和计划,但缺乏颠覆性的能源供给方案。空间太阳能电站正好填补了这个空白——它将是人类能源从“地面化石燃料”跃迁到“太空清洁能源”的关键一跳。

  从夸父逐日的神话传说到今天中国科学家的“逐日工程”,中华民族对太阳的追逐跨越了千年。“逐日工程”2014年起步,如今已走过十余年。这支研发团队攻克了远距离、高功率、高效率微波无线传能技术,研制了地面验证系统,完成了从理论到实验的全部验证。

  正如段宝岩院士所说,逐日工程为我国在浩瀚太空中为卫星筑起“无线充电站”奠定了基础。总有一天,人类会在地球上方部署巨大的太阳能帆板,为地面、为太空飞行器、为移动设备同时供电。届时,能源不再是稀缺品,而是取之不尽、用之不竭的公共品。

  一个可以想象的图景是:未来的某一天,你打开手机,电源来自头顶38000公里外的一块“太空电池板”,它像一颗静止的太阳,永远照耀、永远温暖、永不耗尽。中国“逐日工程”的最新突破,铺就了通向这个未来最关键的一公里。

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