
一座矗立在西安大学校园里的75米钢结构铁塔,正在改写人类获取能源的方式。
它不生产电力,却在测试一件更雄心勃勃的事:如何把太空中的太阳能,无线传输到三万六千公里以外的地球。
一次突破,三个关键数字
今年5月,西安电子科技大学中国工程院院士段宝岩领衔的"逐日工程"团队对外宣布取得重大进展。在百米级室外测试场景下,系统成功实现了1180瓦的微波无线传能输出,直流到直流传输效率达到20.8%,波束收集效率高达88%。
这意味着发出去的微波能量,绝大部分都被精准"接住"了,几乎没有跑偏浪费。
更具突破意义的一点在于,这套系统完成了"一对多动目标传能"的全球首次地面验证,也就是说,一个发射端可以同时向多个高速移动的目标精准供电。团队甚至让一架以时速30公里飞行的无人机,在30米距离外稳定接收到了143瓦的持续电力。
在此之前,微波传能最大的技术痛点,正是无法稳定追踪移动目标,一旦目标偏移便会"断电脱靶"。这一难题,如今已被初步攻克。
从实验室铁塔到地球同步轨道
"逐日工程"从名字上就透露着野心。"逐日"二字取自中国古代神话中夸父追日的典故,隐喻着对太阳能的极致追求。
其核心逻辑并不复杂:太阳光在地面受大气层吸收和天气影响,实际可用能量密度仅为200至300瓦每平方米,而在地球同步轨道上,这个数字高达1360瓦每平方米,是地面的四到六倍,且没有昼夜之分,全年几乎可以24小时不间断采集。
把发电站搬到太空,再把电"隔空"打回地面,听起来像科幻,却是当前全球能源研究中最受重视的方向之一。
实现这一目标的路径,"逐日工程"分三步走:先完成地面系统验证,再于2030年前后建成兆瓦级在轨试验平台,最终目标是2050年实现吉瓦级商业规模的空间太阳能电站。按团队的说法,一座1吉瓦的电站足以满足一座中等城市的全部用电需求。
在工程设计上,团队提出了名为"分布式欧米伽"的模块化方案,放弃了单一庞大结构的思路,改为将整个电站分拆成若干小型单元,在轨编队协同工作。这样的好处显而易见:单个模块出现故障不会让整个系统瘫痪,也大大降低了太空组装和维护的难度。
距离终点还有多远
坦率地说,目前的成就与真正的太空电站之间,仍然有一道宽阔的工程鸿沟。
百米级地面传能与三万六千公里的轨道传能,在物理难度上相差的不是量级,而是维度。器件的太空辐照耐受性、高低温环境适应性、大型天线阵列的在轨展开与控制、长期稳定的超高精度波束指向,每一项单独拿出来都是世界级难题。
这条路,中国并非唯一的行者。美国加州理工学院的SSPP项目于2023年完成了有史以来首次太空微波传能实验,日本JAXA同样在持续推进相关研究,欧洲航天局也有名为"Solaris"的概念性规划在推进。
但中国的"逐日工程"有其独特之处,那就是完整的从地面到太空的全链路工程验证体系,以及国家层面明确的时间表支撑。
"用电自由",是段宝岩院士描述未来图景时反复提到的词。
这三个字听起来朴素,实现起来却需要跨越整整三万六千公里的距离,以及无数还未解决的技术难题。但这座矗立在西安校园里的铁塔,至少证明了一件事:这条路,正在被一步一步地走实。

