位於西安的西安電子科技大學團隊在無線電力傳輸領域取得重大突破:在「逐日」工程的地面測試中,他們成功利用微波束將 1180 瓦的功率傳輸至 100 公尺外。在此過程中,「直流電對直流電」的全鏈路傳輸效率達到 20.8%,而射束收集率則高達 88%,這些數據均顯示該技術取得了顯著進展。
此次測試的亮點在於從單一目標的固定傳輸,轉向能同時為多個移動物體供電的動態系統。這對於衛星與地面車輛等位置不斷變化的實際應用至關重要。在另一項獨立測試中,一架以時速 30 公里在 30 公尺遠處飛行的無人機獲得了穩定的 143 瓦電力,證明該系統即便在目標移動時也能維持精確的對準。實驗設備包括安裝在 75 公尺高塔上的 4.8 公尺反射鏡、太陽能板、微波轉換器,以及由中國工程院院士段寶岩帶領團隊研發的接收整流天線。
作為對比,2022 年全球首套全鏈路驗證系統(從太陽光匯聚到接收端電能復原)完工時,其效率僅為 15.05%。經過四年的研究,此次效率提升了約三分之一,反映出科研進程正在加速,儘管距離實現軌道應用仍有漫漫長路。
為了理解這項任務的艱巨程度:3 萬 6 千公里的地球同步軌道高度,比實驗室測試的 100 公尺遠了數百萬倍。這需要將接收與發射天線擴展至數十甚至數百公尺規模,確保射束能精準穿透數千公里的大氣湍流,並大幅提升系統總效率,同時解決太空環境下的可靠性與壽命難題。雖然部署軌道電站的成本與時程尚未定案,但中國官方已將 2030 年定為進行首次百萬瓦級太空測試的目標年份。
該系統的運作原理聽似簡單,實則執行困難。反射鏡將陽光聚焦在矽太陽能板上產生直流電;接著透過固態轉換器將其轉化為公分波段的微波,聚焦成窄束後射向接收端。在接收側,特製的整流天線會將無線電波還原為電能。選擇微波並非偶然:與紅外線或可見光相比,微波穿透地球大氣層的損耗更小,這對將能源從太空傳回地球至關重要。
該計畫採用段寶岩團隊於 2014 年提出的 OMEGA 結構。這種架構利用球形匯聚陽光的原理並採用模組化設計,使組件能像積木一樣在太空組裝。近年開發的分布式 OMEGA 版本解決了擴展性問題,並能避免軌道構造中出現單點故障。
這項成就證實了個別組件在地面驗證上的實質進展,但並不代表商用軌道電站已指日可待。主要的工程挑戰——包括將天線規模擴大數百倍、跨越遙遠距離的大氣射束控制、提升整體系統效率以及確保太空環境下的可靠性——仍有待解決。與 2022 年的地面測試相比,能源表現的提升有目共睹,但這僅是漫長征途中的一個階段。在百公尺距離上取得的具體效率成長,顯示出全鏈路各環節的研發正在推進,然而要將其整合為統一的軌道系統,仍需目前尚難預測的技術突破。




