西安電子科技大学（西安市）の研究チームは、無線電力伝送技術において大きな進展を遂げ、「逐日（太陽を追う）」プロジェクトの地上実証試験において、マイクロ波を用いて1180ワットの電力を100メートル以上の距離にわたって伝送することに成功した。この際、直流から直流への伝送効率は20.8％、ビーム収集効率は88％に達しており、技術の顕著な進歩を示す結果となった。
今回の試験で特筆すべき点は、固定ターゲットへの伝送から、複数の移動体に同時に給電可能な動的システムへと移行したことである。衛星や地上車両は常に位置を変え続けるため、実用化においてこの点は極めて重要となる。別の試験では、時速30キロで飛行するドローンに対し、30メートルの距離から143ワットの安定した電力を供給することに成功し、ターゲットが移動していても高いビーム指向精度を維持できることが証明された。この装置は、中国工程院の段宝岩（ドゥアン・バオイェン）教授率いるチームが開発したもので、高さ75メートルのタワーに設置された直径4.8メートルの集光鏡、太陽光パネル、マイクロ波変換器、受電用レクテナアンテナで構成されている。
比較として、太陽光の集光から受電側での電力復元まで、世界で初めて全工程の検証システムが完成した2022年当時の効率は、わずか15.05％であった。今回の研究によって4年間で効率が3分の1向上したことは、科学技術の進歩が加速していることを示唆しているが、軌道上での実用化までの道のりは依然として遠い。
課題の大きさを理解するためには、高度3万6000キロメートルの静止軌道までの距離が、実験室での100メートルという距離の数百万倍であることを認識する必要がある。送受電アンテナを数十から数百メートル規模に大型化し、大気の揺らぎを越えて数千キロメートル先まで正確にビームを誘導する技術に加え、システム全体の効率を大幅に高め、宇宙環境における信頼性と耐久性を確保するという難題を解決しなければならない。軌道発電所の建設コストや具体的な時期は未定だが、中国は2030年を目標に、初のメガワット級の宇宙実証試験を行うことを公式に表明している。
システムの動作原理は言葉にすれば単純だが、その実現は極めて複雑である。まず、集光鏡によって太陽光をシリコンパネルに集中させて直流電力を発生させ、次にソリッドステート変換器でセンチメートル波のマイクロ波に変換し、それを細いビームに絞って受電器へと照射する。受電側では、特殊なレクテナアンテナが電波を再び電力へと変換する仕組みだ。マイクロ波が選ばれたのは、赤外線や可視光線に比べて地球の大気を透過する際の損失が少なく、宇宙から地上へエネルギーを伝送する上で決定的な利点があるからである。
このプロジェクトは、段教授のチームが2014年に提唱した「OMEGA」というアーキテクチャに基づいている。この設計は、球面の原理を利用した太陽光集光と、宇宙空間でブロックのように組み立て可能なモジュール方式を採用している。近年開発された「分散型OMEGA」は、システムの拡張性を高め、軌道上の構造物における単一障害点を回避する設計となっている。
今回の成果は地上検証における着実な進展を裏付けるものだが、商用軌道発電所の完成が間近であることを意味するわけではない。アンテナの数百倍への大規模化、超長距離の大気圏を通したビーム制御、システム全体の効率改善、そして宇宙での信頼性確保といった主要な工学的課題は依然として残されている。2022年の地上試験と比較して電力特性は著しく向上したが、これは長い道のりの一工程に過ぎない。100メートルでの具体的な効率向上は、個々の技術要素の開発が進展していることを示しているものの、それらを一つの軌道システムへと統合するには、現時点では予見困難な技術的ブレイクスルーが不可欠となるだろう。
