发布日期：2026-07-24 02:24点击次数：79
段宝岩（左二）指学生开展空间太阳能电站地面验证系统综实践。西安电子科技大学供图
夜空下的空间太阳能电站地面验证系统支撑塔。本报记者 贾丰丰摄
2026年初春，西安电子科技大学长安校区。
座75米的巨型钢结构支撑塔矗立在实验场上，塔顶的发射天线指向百米外的接收端。塔下，科研人员裹着棉衣，紧盯屏幕上的数据。“亮了！亮了！充上电了！”西安电子科技大学机电工程学院教授李勋看到空中人机上渐亮的LED（发光二管）灯，声呼喊起来。围在设备旁的师生屏息注视，微弱光点逐渐明亮、稳定。
团队攻坚多年的技术难题，终于取得关键突破——攻克远距离、功率、率对多动目标微波线传能技术，实现套发射系统为多个移动目标供电，解决了多目标供电的控制问题，未来有望为多个太空飞行器或地面移动设备同时供电。至此，我国空间太阳能电站建设迈出了关键步。
逐日之梦
从构建到地面验证
关于建设空间太阳能电站的构想，早可追溯到1968年。当时有科学提出，在地球轨道上部署大型太阳能发电装置，不受昼夜和天气影响，持续收集太阳能，再通过微波或激光线传输至地面。整个过程经历“太阳能—电能—微波—电能”的转换，旦实现，人类将获得取之不尽、碳排放的清洁能源。
然而，这个“太空充电桩”的构想，却被技术困住了半个世纪。直到近年来，空间能量转化、线能量传输、大型结构构建等关键技术取得突破，才逐步走向现实。
2006年，我国开始相关研究。2014年，西安电子科技大学段宝岩院士团队提出具有自主知识产权的“欧米伽（OMEGA）”空间太阳能电站案，区别于美国、日本的设计，在结构和率上具优势。
2018年12月23日，“逐日工程——空间太阳能电站地面验证系统”在西安电子科技大学启动——“逐日”取自“夸父逐日”柳州家具封边胶，寓意追赶太阳、捕获能量。
经过4年艰苦攻关，2022年，团队建成世界个全链路、全系统的OMEGA—SSPS（欧米伽聚光式空间太阳能电站系统）地面验证系统。所谓“全链路”，就是从阳光收集、光电转换、微波发射、空间传输到接收整流输出，整个流程全部跑通。“当时的主要指标是，收发天线相距55米，发射功率2081瓦，波束收集率87.3，直流—直流传输率15.05。”西安电子科技大学机电工程学院院长段学介绍，这些数据在当时达到先水平。
但这只是起点。定点输电像在固定位置拉根“形电线”，目标动就会脱靶断电。真实的器、人机、地面移动设备等处于不间断运动中。从“静态”到“动态”，成了团队须跨越的下道坎。
逐日之跃
从定点到动目标
时的成功没有让团队停下脚步。“我们知道，真正的工程应用，须解决‘动起来’的问题。”李勋说。
2026年5月底，好消息从“逐日工程”研究团队传来：经过又轮4年攻坚，团队拿出了“逐日工程2.0”——世界套对多动目标OMEGA—SSPS微波线传能地面验证系统。
“对多”意味着同套发射系统，通过波束指向控制，几乎同时为多个速移动的目标供电。这就像在黑夜里用束光快速切换射中多个移动的靶心，难度可想而知。
关键难点有3个。是精度测控。发射天线需要实时获取每个接收目标的位、距离和姿态。团队开发了基于反向波束引的闭环控制系统——接收端发出引信号，发射端及时捕获并解，实现波束的精确指向。“通俗地说，就是‘双向奔赴’，系统边跟踪边修正，让能量不偏不倚地‘发送’到目标上。”李勋说。
二是收发天线的小型化、轻量化、集成化。地面验证可以建75米塔，但上天的设备须轻、须小。团队通过体化设计，把多个模块压缩到小空间，大幅减重。
三是率提升。直流—直流传输率从15提升到20，每提个百分点，背后都是材料、器件、法的全位突破。团队升了氮化镓二管等新型器件，提系统承受大功率波动的能力。
攻关初期，万能胶生产厂家目标丢失、波束偏是常便饭。“通信延迟致数据跟不上，接收天线明明在这个点，波束却到了那个点上。”段学回忆。通过将发射天线的机械调整装置开展机电耦设计，团队从源头上提升其控制带宽，又要通过反复实验，验证在柔索驱动的空中结构基础接触上进行精确指向的控制果。在项目攻坚阶段，老师和同学们经常从下午忙到夜两点，整理完数据才休息。
就是这些“土办法”加“硬功夫”，团队点点啃下了技术的“硬骨头”。盛夏的测试场上，数据传来：百米距离，直流—直流传输率达到20.8，波束收集率88。人机实验同步成功——时速30公里、距离30米条件下，稳定接收143瓦电力。这意味着，架小型人机可以在飞行中持续“隔空充电”，再也不用担心续航问题。
组评价：“‘逐日工程2.0’实现了从静态原理验证到动态多目标工程应用的关键跨越，总体达到先水平。”
放眼全球，美国、日本、韩国都在进空间太阳能电站计划，但截至目前，是唯跑通全链路并实现对多动目标传能的国。
逐日之远
从地面到太空的星辰大海
地面验证成功，只是征途的步。按照国规划的“两大步三小步”路线图：2030年建成兆瓦在轨试验电站，2050年建成吉瓦空间太阳能电站。
“假设在地球静止轨道上每0.1度（间距约73千米）布置个空间太阳能电站，整个轨道可以部署约3600个电站。按照每个空间太阳能电站的发电功率1吉瓦计，若轨道到地面传能率达到30，每年可以为地面提供约1万太瓦时（1太瓦时等于10亿千瓦时）的电力，可以满足目前全球约1/3的电力需求，还可以用于地面的海水淡化和制氢等。空间太阳能电站除了为地面进行基础负载供电以外，在地面和空间也具有多种应用前景。”段宝岩说。
比如，空间太阳能电站可以为器提供“太空充电桩”。很多中小型卫星依赖自身携带的太阳帆板供电，旦飞到地球阴影区就“断电”。空间太阳能电站可以随时为它们补能，普通用户将因此享受到稳定的手机信号和定位服务。
空间太阳能电站还能为地面移动目标和灾区紧急供电。偏远山区、受灾现场，只需台接收装置，就能获得“从天而降”的电力。
“通过电力中继卫星，空间太阳能电站建设还可实现跨洲的远距离电力传输。未来月球基地、火星探测，都可以依赖环月或环火轨道电站供电，解决长达14天的月球夜长等难题。”西安电子科技大学机电工程学院教授樊冠恒补充道，“空间太阳能电站建设也有助于台风减缓与小行星御。理论仿真显示，向台风特定区域注入0.5至10吉瓦微波能量，可破坏其形态、减弱强度。对于威胁地球的小行星，空间太阳能电站可为功率电力器供能，改变其轨道。此外，空间太阳能电站还可用于轨道碎片清除、在轨进剂补给、小行星资源开采等前沿域。”
段宝岩有个形象的比喻：“空间太阳能电站就是部署在太空预定轨道的‘微波充电桩’。”这不仅是能源革命，是人类文明从“依赖化石燃料”走向“太空能源时代”的跨越。
又是盛夏。75米的塔下，科研团队每天都在做实验，汗水浸透了衣衫，LED灯在人机上次次亮起……“只有把精益求精的科研精发挥到致，才能实现指标突破。”段宝岩的这句话，是团队12年攻关的真实写照。从2014年提出案，到2018年工程启动，到2022年“逐日工程1.0”建成，再到2026年“逐日工程2.0”跨越——追光的人，正在奋力奔跑，每步都数。相关词条:储罐保温 异型材设备 钢绞线厂家 玻璃丝棉厂家 万能胶厂家
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