太空太阳能电站StarBeam完成首次微波电力传输实验：从36000公里轨道向地面输送50千瓦电力

太空太阳能电站StarBeam完成首次微波电力传输实验

2028年10月1日，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）与三菱重工联合宣布，太空太阳能电站StarBeam在地球同步轨道（36000公里高度）成功完成了首次大规模微波电力传输实验。实验将50千瓦的太阳能电力通过微波束传输至地面接收站，端到端传输效率达到23%。

StarBeam的核心技术是在太空部署大面积太阳能收集阵列，将太阳能转化为微波束，定向传输至地面接收站（称为整流天线），再将微波转化为直流电力。太空太阳能的优势在于不受天气和昼夜影响，在地球同步轨道上，太阳能的利用效率是地面的5到10倍。

JAXA StarBeam项目总监Susumu Sasaki教授说，这次实验是人类首次从太空向地面传输有意义规模的电力。50千瓦虽然只够供几十户家庭使用，但它证明了技术原理的可行性。下一步是将规模扩大到兆瓦级。

StarBeam的太空阵列由三菱重工设计制造，面积200平方米，由3600块高效砷化镓太阳能电池组成。太阳能产生的直流电力通过磁控管阵列转化为2.45GHz微波束，经直径26米的发射天线定向传输至地面。地面接收站位于鹿儿岛县的种子岛，整流天线面积4000平方米。

23%的传输效率引发了业界的讨论。这个数字意味着太空太阳能每产生1千瓦时电力，只有0.23千瓦时能到达地面。相比之下，地面太阳能加锂电池储能系统的综合效率约为85%。但JAXA指出，太空太阳能的发电量是地面的5到10倍，综合考虑单位面积的年发电量，太空太阳能仍具竞争力。

成本是太空太阳能面临的最大挑战。StarBeam目前的建设和发射成本约为每千瓦20万美元，是地面太阳能的100倍。三菱重工表示，通过采用SpaceX的Starship重型运载火箭和模块化太空组装技术，到2035年有望将成本降至每千瓦5000美元，届时太空太阳能将在特定场景（如岛屿、极地）具有经济性。

安全方面，微波束传输引发了公众对辐射安全的担忧。JAXA强调，StarBeam的微波束功率密度控制在每平方厘米1毫瓦，远低于国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）的安全限值。微波束中心区域的功率密度约为家用微波炉的千分之一，对人体和生态环境无害。

中国也在推进类似项目。中国航天科技集团的逐日工程计划在2030年前发射兆瓦级太空太阳能验证电站。欧盟、美国和印度也有各自的太空太阳能计划，预计2030年代将进入商业化竞争阶段。