日常使用手机无线充电，早已成为不少人的生活习惯。只需轻轻一放，无需数据线就能补充电量，便捷又省心。但你是否畅想过：跨越上百公里甚至数万公里，在太空为卫星、飞行器隔空充电？
日常使用手机无线充电，早已成为不少人的生活习惯。只需轻轻一放，无需数据线就能补充电量，便捷又省心。但你是否畅想过：跨越上百公里甚至数万公里，在太空为卫星、飞行器隔空充电？
如今，这个曾经只存在于科幻作品中的画面，正在西安一步步变为现实。
6月7日，央视报道西安电子科技大学段宝岩院士团队主导的“逐日工程”取得关键突破，团队依托校内一座75米高的试验塔，在百米级距离上实现了千瓦级功率输出，还完成了一对多动目标微波无线传能地面实验。
这样的功率，完全可以带动家用空调、厨卫电器同时运转，也为建设空间太阳能电站带来了更多想象和可能。
为什么非要跑到太空去发电？
为何科研团队执着于把太阳能电站“搬”到太空？答案要从地面太阳能的天然短板说起。
我们熟知的地面光伏电站，十分“看天吃饭”：
夜幕降临便彻底停止发电，遇上阴天、雾霾，发电量也会大打折扣，供电稳定性难以保障。而太空环境完全打破了这些限制，这里没有云层遮挡、不存在昼夜交替，太阳能可以24小时不间断采集。对比地面，太空太阳能的发电效率能提升8至10倍，是极具潜力的清洁能源来源。
因此，科学家设想在太空搭建巨型发电装置，打造一座漂浮在宇宙中的太空无线充电桩，源源不断收集太阳能，再通过无线方式传回地面，从根本上弥补地面光伏的不足。
电怎么从太空“隔空”传回来？
电站建在太空，总不能拉一根电线到地面？那可是地球同步轨道，离地面三万多公里。科学家们想到的办法是采用微波无线传能，让电“坐”着微波走。
我们可以用收发快递的逻辑理解整个流程。
首先，太空电站将收集到的光能转化为电能，再把电能“打包”成微波波束定向发射；地面的接收装置就像收件人，精准捕捉空中传来的微波“包裹”，最后完成“拆包”，将微波重新还原为日常可用的电力。
原理说起来不复杂，但工程实现极其困难。电能和微波怎么高效转换少浪费？微波束在超远距离怎么保持集中不跑偏？每一个环节都是硬骨头。
从1.0到2.0，这次突破了什么？
“逐日工程”并不是刚起步。早在2022年，团队就建成了全球首个全链路空间太阳能电站地面验证系统，跑通了从收集阳光到输出电能的完整链路。但当时只能“一对一”，给一个固定目标定点输电，目标一移动，波束就打偏，电就断了。
这次升级到2.0，核心突破是从“一对一”变成了“一对多”，从固定目标变成了移动目标。用一个生活化的类比：以前一根充电线只能给一个设备充，设备还不能动；现在一个充电桩可以同时给多个移动设备充电，设备跑着也能充。
为此，团队开发了一套“双向奔赴的呼叫机制”，哪个飞行器快没电了，就主动发一个定位信号，发射天线实时算出它的位置，再把电能波束精准“投喂”过去。在户外实测中，这套系统也实现了百米级距离1180瓦的电能输出，波束收集效率达到88%。也就是说，发出去的电88%都能精准送到，很少跑偏浪费。
1180瓦是什么概念？西安电子科技大学机电工程学院钱思浩副教授表示，够家里开一匹空调，烧水做饭也没问题。
从地面到太空还有多远？
地面验证成功了，但真要把电站搬到太空，还有不少坎要过。
比如太空辐照和高低温环境对器件的考验、巨型天线在太空怎么展开和收拢、远距离高精度波束指向如何长期稳定等等。
团队提出“分布式欧米伽”方案，把原来一个巨大的电站拆成若干小模块，像搭积木一样分批发射到太空再拼接组装。好处是即使单个模块出了问题，整体系统也不受影响，维护和部署都更可行。
时间线方面，段宝岩院士给出的规划是：
2030年前后开展兆瓦级在轨试验，2050年前建成吉瓦级商业化太空电站。
听起来还远，但考虑到从2022年跑通全链路到2026年实现“一对多”传能，只用了四年，这个节奏并不慢。
值得一提的是，近日在陕西省技术转移中心组织的成果评价会上，专家组一致认为，项目成果总体达到国际领先水平，对我国未来空间太阳能电站和微波无线传能相关理论与技术发展具有重要引领与支撑作用，产业化及工程应用前景广阔……
当“逐日工程”从实验室里的科幻装置，一步步走到工程验证阶段，太空里那座看不见的“无线充电桩”，或许真的不再遥远。
