英美日俄等國均在研究

事實上，空間太陽能電站的構(gòu)想，早在50多年前就已被提出。

1968年，美國航空航天工程師彼得·格拉塞（Peter Glaser）發(fā)表《來自太陽的能量：它的未來》一文，文中提出“太陽能發(fā)電衛(wèi)星”（Solar Power Satellite，SPS）的概念。

格拉塞設(shè)想，先在太空建設(shè)一個太陽能發(fā)電站，再把電能轉(zhuǎn)變成電磁能，通過無線傳輸發(fā)射到地面的接收站，接收站再將電磁能轉(zhuǎn)變回電能，并提供給供電網(wǎng)。

彼得·格拉塞2014年去世

整個20世紀(jì)70年代，美國政府投入約5000萬美元對此進(jìn)行研究。直到1979年，設(shè)計出全世界第一個具體的概念方案，名為“1979-SPS基準(zhǔn)系統(tǒng)”，該計劃設(shè)想在地球同步軌道上部署60個發(fā)電能力各為5吉瓦的太空電站，整個系統(tǒng)算下來需要2500億美元。

方案一出，引發(fā)巨大爭議。美國國家研究委員會和國會評價委員會評審認(rèn)為，該方案技術(shù)上可行，但經(jīng)濟(jì)上無法實現(xiàn)。此后數(shù)年，由于難度大、效率低、成本高，美國對此技術(shù)的研究曾一度停滯。

但近年來，美國關(guān)于空間太陽能發(fā)電的想法逐漸復(fù)蘇。

據(jù)英國《每日郵報》報道，2019年11月5日，美國空軍研究實驗所宣布，將開發(fā)一套帶有太陽能電池板的衛(wèi)星系統(tǒng)，以便在其繞地球軌道飛行時獲取太陽能。這些衛(wèi)星收集的能量隨后將被轉(zhuǎn)化為無線電波，并傳輸?shù)降厍虮砻?，在那里將被轉(zhuǎn)化為可用的能源。

2020年5月，阿特拉斯-5型運載火箭（AtlasV）將X-37B太空飛機(jī)發(fā)射入軌。

據(jù)NASA披露，X-37B將為美國空軍學(xué)院部署小型FalconSAT-8衛(wèi)星。該衛(wèi)星攜帶八個實驗項目，其中包括為海軍研究實驗室進(jìn)行的一項研究無線電力傳輸?shù)膶嶒?。該實驗?nèi)容是通過衛(wèi)星的太陽能板產(chǎn)生電力，并將其作為微波輻射傳輸?shù)降孛妗?

2021年8月17日，香港《南華早報》報道稱，美國空軍計劃在兩到三年內(nèi)發(fā)射衛(wèi)星，以驗證向地球傳輸能源的關(guān)鍵技術(shù)，這些能源將用于為無人機(jī)或偏遠(yuǎn)的軍事哨所提供動力。

報道指出，空間太陽能發(fā)電技術(shù)的潛在應(yīng)用范圍已從電力供應(yīng)擴(kuò)展到軍事用途。根據(jù)一些國防承包商的說法，這種能量束可以瞄準(zhǔn)一個移動的威脅，比如高超音速導(dǎo)彈和飛機(jī)，或者導(dǎo)致整個城市的通信中斷。

太空太陽能陣列結(jié)構(gòu)示意圖 圖片來源：NASA

除美國外，英國、日本、俄羅斯等國也在研究空間太陽能發(fā)電的概念。

由于日本在微波無線能量傳輸技術(shù)研究上一直處于世界領(lǐng)先水平，其表現(xiàn)也最為積極。

日經(jīng)中文網(wǎng)報道截圖

1987年，日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）成立太陽能發(fā)電衛(wèi)星研究組；2005年，日本將空間太陽能電站列入國家航天長期發(fā)展規(guī)劃；2009年，日本啟動新的微波功率傳輸研究計劃，驗證100米距離上傳輸千瓦級功率的微波功率傳輸及波束控制技術(shù)；2017年，日本宣布要在2050年建成商業(yè)化太空電站。

“目前，日本已經(jīng)實現(xiàn)了50米的微波傳輸，但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到空間太陽能電站的要求，我們希望能在璧山，在這個傳輸距離上有所突破。” 2018年12月，楊士中在接受重慶媒體采訪時指出。

圖片來源：日經(jīng)中文網(wǎng)

目前，中國空間技術(shù)研究院研究員王立等人已分析提出空間太陽能電站發(fā)展需要的9項關(guān)鍵技術(shù)：

空間超大型可展開結(jié)構(gòu)及控制技術(shù)、空間高效太陽能轉(zhuǎn)化及超大發(fā)電陣技術(shù)、空間超大功率電力傳輸與管理技術(shù)、無線能量傳輸技術(shù)、軌道間轉(zhuǎn)移技術(shù)及大功率電推進(jìn)技術(shù)、空間復(fù)雜系統(tǒng)在軌組裝及維護(hù)技術(shù)、大型運載器及高密度發(fā)射技術(shù)、電站系統(tǒng)運行控制及地面接收管理技術(shù)和電站發(fā)展的基礎(chǔ)材料和器件研究。

四年前（2017年11月），中國航天科技集團(tuán)公司五院科技委主任李明曾表示，我國在空間太陽能電站方面經(jīng)過十余年持續(xù)研究，已經(jīng)大幅縮小了與國際先進(jìn)國家的水平，進(jìn)入世界前列。如能保持并進(jìn)一步加大研發(fā)力度，中國有望成為世界首個建成有實用價值空間太陽能電站的國家。

從璧山基地正式開工來看，中國正按計劃推進(jìn)空間太陽能發(fā)電——這項將科幻變?yōu)楝F(xiàn)實的技術(shù)。