中国“逐日工程”开始试验，又一个庞大的太空奇迹

你给手机无线充电，得把手机往充电板上一放，距离超过一厘米基本就废了。但如果有人告诉你，百米开外隔空传输，稳定输出上千瓦电力，你会怎么想？

这不是美国科幻片里的场景。西安电子科技大学段宝岩院士领衔的“逐日工程”团队，刚刚在这个方向，踩下了一个扎实的脚印。

天基太阳能发电，说白了就是把光伏电站搬到太空去。太空里没有大气层挡着，太阳辐射强度是地面的几倍，还不受昼夜和天气影响，发电效率自然高得多。问题是怎么把电弄回地球。

总不能从卫星上垂一根电线下来吧？

科学家想到的办法是用电磁波当“运输工具”。主要有两条路：微波和激光。激光传输效率高、设备体积小，但有个硬伤——云层一挡就歇菜，接收站只能建在常年干旱少云的地方。更要命的是安全问题，一束高能激光从太空打下来，飞鸟或飞行器误入传输区域，后果不堪设想。

微波就不一样了。它穿透云层雨雾的能力强，可以全天候干活，安全性也好得多。所以现在主流的天基太阳能方案，包括西电团队的欧米伽方案，都选择了微波这条路。

但微波传输有个老毛病——效率偏低，设备个头大。从地面往太空送东西，每一克重量都是用火箭燃料堆出来的，设备越大越重，成本就越吓人。

欧米伽方案跟国外主流方案真正较劲的地方，不在天地传输这一段，而在天与天之间。

地面上的光伏电站，发出来的电要经过一连串处理才能并网：直流逆变稳压、母线电容降压、直流转交流、进储能系统、最后升压入电网。这些环节之间靠什么连接？电线嘛，再普通不过的事。

但同样一套流程搬到太空，电线就从“不值一提”变成了“要命的成本”。

一根电线确实没多重，可一个空间电站规模的发电系统，需要的线缆加起来就不是小数目了。每一公斤载荷打上近地轨道，火箭运费都以万美元计。把一整套电网的线缆都运上天，这笔账算下来让人头皮发麻。

西电团队的想法很直接：能不用线的地方，干脆别用线。光伏发电卫星到微波发射卫星之间的电力传输，用无线方式解决。根据他们的测算，这个改动能让整个系统比国外采用线缆的阿尔法方案减重约三分之一，单位质量发电量提高约24%。

三分之一的重量省下来，意味着同样一枚火箭能多带设备，或者同样的电站规模少打几发火箭。在经济账上，这是天壤之别。

当然，微波无线传输的效率目前还跟铜线没法比。百米距离上，粗铜芯电缆的传输效率接近100%，普通铜线也超过95%。而西电团队这次地面验证的成绩单是：百米传输，直流到直流效率20.8%，输出功率1180瓦，波束收集效率88.0%。

20.8%看起来不高，但放在微波无线传能领域，这已经是相当扎实的进步。而且这次试验的看点不只在数字——它是一套“一对多动目标”系统，意思是发射端可以对着多个移动中的接收目标同时或分别供电。这在工程实现上比点对点传输复杂得多。

打个比方，点对点相当于拿水龙头对着一个杯子接水，一对多移动目标相当于拿着花洒给一排移动的花盆浇水，每个都要浇到，还不能洒出去浪费。西电团队解决的是后者。

后续的挑战也很清晰。天基电站里，发电卫星和微波卫星的距离不太可能是百米级别——太危险了，稍有偏差就可能相撞。实际部署中，这个距离很可能拉到千米量级。传输距离翻十倍，能量损耗会呈指数级增长。从百米到千米，中间还有不少硬骨头要啃。

无线传输给欧米伽方案打开了一扇铜线传输推不开的门：分布式部署。

可以造一批精简版的光伏卫星，围绕一颗中央微波卫星飞行。光伏卫星只管发电，然后用无线方式把电力传给微波卫星。稳压、储能这些复杂功能全部集中到微波卫星上统一处理。这样一来，单颗光伏卫星的设计大大简化，成本骤降，坏了一颗也不影响全局。

更妙的是建设节奏。可以先打几颗光伏卫星加一颗微波卫星上天，形成一个最小可用的系统。等技术进一步成熟、商业模式跑通了，再一批批往上加光伏卫星，系统逐步扩容。不需要一上来就憋个大招、一次性建成完整电站。

从轨道设计角度看，微波卫星居中，发电卫星分布在略有倾角差异的轨道上。从地面仰望，就像一群卫星绕着中心节点做编队飞行，有点像航空表演里的编队滚转，场面相当壮观。

微波卫星的能力还不止向下送电。它能多路接收，也能多路发射，可以同时服务多个地面接收站，还能给其他在轨飞行器直接供电。未来的太空农场、太空工厂，用电需求都小不了。靠自己背太阳能电池板，设计复杂、死重还大。如果能有天基发电星座直接“投喂”电力，设计和建造都会轻松很多，用电规模也可以大胆往上调。

在目前人类能想到的所有清洁能源里，天基太阳能发电的潜力可能是最大的。没有排放、没有核废料、不占地、不破坏生态，连火箭发射用的燃料燃烧后主要产物也是水和二氧化碳。唯一的问题就是太难太贵，技术门槛高到让绝大多数国家连想都不敢想。

现在还在认真推进这件事的，只剩下中国、美国和日本。而天基太阳能这种级别的工程，谁先把关键技术走通、把成本压下来，谁就在未来的全球能源格局里多了一张王牌。

西电团队这次百米级千瓦级验证，距离真正的太空电站还很远。但从零到一的一步，往往比从一到十更难。他们把“逐日”这个名字用得很有味道——夸父逐日的神话中国人讲了几千年，如今真有一群人，在试着把太阳的能量稳稳地抓回地球。

这条路还很长，但至少，他们已经跑起来了。