太空太阳能电站「天晖一号」成功向地面传输10兆瓦电力：空间能源时代破晓

太空太阳能电站「天晖一号」成功向地面传输10兆瓦电力：空间能源时代破晓

2028年2月11日，中国航天科技集团（CASC）在北京宣布，太空太阳能电站试验卫星「天晖一号」于2月9日成功完成10兆瓦电力的在轨微波传输实验。电力从位于3.6万公里地球同步轨道的卫星发出，以微波形式穿越大气层，被位于重庆市璧山区的地面接收站成功捕获并转化为电能。

CASC太空能源项目总设计师李明表示：「天晖一号验证了太空太阳能发电-传输-接收的完整技术链条。虽然10兆瓦仅够一座小型工厂使用，但这证明了概念的可行性。」

技术原理

太空太阳能发电的核心优势在于：在地球同步轨道上，太阳能电池板每年可接收约99%的时间的太阳辐射，且强度是地面的5-10倍（不受大气衰减和昼夜交替影响）。

天晖一号搭载了一块面积约500平方米的砷化镓太阳能电池阵列，产生的直流电被转化为5.8GHz微波，通过直径约30米的发射天线向地面定向发射。重庆璧山接收站部署了面积约1万平方米的整流天线阵列（rectenna），将接收到的微波重新转化为直流电。

整个传输链路的端到端效率约为12%，即卫星接收的太阳能中约12%最终转化为可用电力。这一效率远低于地面光伏系统（约22%），但CASC表示，下一代系统的效率目标是25%。

工程挑战

太空太阳能电站面临的主要挑战是规模和成本。要建设一座具有商业价值的吉瓦级太空太阳能电站，需要在轨道上部署面积约10平方公里的太阳能电池阵列，总重量约10万吨。这相当于需要进行约200次重型火箭发射。

SpaceX星舰的可重复使用特性为这一设想提供了成本基础。SpaceX总裁Gwynne Shotwell在社交媒体上表示：「星舰的每公斤发射成本已降至约200美元。吉瓦级太空太阳能电站仍然是一个巨大的工程挑战，但不再是不可想象的。」

国际竞争

中国并非唯一在太空太阳能领域布局的国家。日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的SSPS计划目标在2035年建成首座商业级太空太阳能电站。欧洲航天局（ESA）的SOLARIS计划正在评估技术可行性，预计2029年做出投资决定。

英国政府在2027年委托Frazer-Nash咨询公司完成的独立评估报告认为，太空太阳能电站在技术和经济上均「可行且值得投资」，建议英国在2030年前投入160亿英镑参与国际合作。

环境与安全考量

微波传输的能量密度是公众关注的焦点之一。CASC表示，天晖一号的微波传输功率密度约为每平方米230瓦，低于太阳直射辐射强度（约每平方米1000瓦），不会对传输路径上的飞鸟或航空器造成伤害。

但部分环保组织对大规模太空太阳能电站可能对电离层和候鸟迁徙造成的影响表示担忧。绿色和平组织中国办公室发表声明，呼吁在推进技术的同时进行充分的环境影响评估。

CASC计划在2030年前发射「天晖二号」试验卫星，目标是实现100兆瓦级电力传输。