日本在微波无线能量传输技术的研究上一直处于世界领先水平 ， 因此在发展太空电站上有天然优势 ， 是第一个将开发商业化太空电站正式列入国家航天计划的国家 。 2017年 ， 日本公布了最新的发展路线图 ， 要在2050年建成商业化太空电站 。
然而目前 ， 除日本2015年3月在兵库县进行过一次无线供受电系统实验外 ， 在全世界范围内 ， 只有中国真正进入地面验证阶段 ， 而其他国家还停留在概念构想阶段 。
杨士中是璧山项目的技术负责人 。 他对《中国新闻周刊》指出 ， 太空电站的关键 ， 在于将电从太空以无线的方式稳定地传输到地面电网 ， 因此 ， 大功率、远距离无线传能技术的突破是一个必须跨越的难关 ， 比如传输效率是否足够大 ， 波束是否指向规定的接收口径 ， 让误差尽可能缩小 。 这些技术都要先在浮空平台上做试验 ， 为今后真正的太空电站打下基础 。 璧山项目占地约200亩 ， 总投资约26亿元 ， 目前到位投资为1亿元 。
“我们每次发射一颗新的卫星 ， 都要先在高空的气球或飞机上测试 ， 也借此把一些技术问题、科学问题研究明白 ， 然后再用火箭把卫星打上去 ， 璧山实验的作用也是如此 。 ”杨士中解释道 。
与此同时 ， 在西安电子科技大学的校园内 ， 由该校教授、中国工程院院士段宝岩组成的团队正在进行最后的调试 。 段宝岩是中国天线方面的顶尖专家 ， 此前曾负责500米口径球面射电望远镜（FAST）的总体设计 。 和璧山浮空平台的功能类似 ， 西电在校内架起了一个75米高的支撑试验塔 。
段宝岩对《中国新闻周刊》介绍 ， 试验塔上安装了聚光镜、光电转换系统和发射天线 ， 可以在50~60米的高度上向地面进行无线传输 ， 目前已经基本建成 。 这就是西电“逐日工程”的一部分 ， 它在2018年12月 ， 与璧山项目同时启动 。
航天与能源领域的曼哈顿工程
中国对太空电站的正式研讨始自2006年 。 当年7月 ， 中国航天科技集团公司组织进行了一场概念研讨会 。 曾参加会议的中国空间技术研究院（五院）的一位太空电站专家对《中国新闻周刊》回忆说 ， 最早是国内的一家民营企业、来自山西的普兰德电力技术有限公司注意到了这件事 ， 向国防科工局提交了相关提议 。 领导层很重视 ， 将其交给中国航天科技集团作初步研究和评估 ， 很快 ， 就有了上述研讨会 。
（西安电子科技大学校园内的试验塔 ， 用于在地面全链路演示段宝岩团队独家设计的OMEGA方案 。 图/受访者提供）
经过前期多次的调研与论证 ， 2014年 ， 中国太空电站的发展规划及路线图出炉 ， 分为两大步和三小步：在2030年左右先建设一个兆瓦级（1兆瓦）的小型太空电站 ， 到2050年再扩展升级到GW（百万千瓦）级 ， 也就是兆瓦级的1000倍 。
构想中的太空电站距离地面的高度达到3.6万公里 ， 位于地球的同步轨道（GEO）上 ， 属于高轨道 。 而大多数卫星、空间站都在近地轨道上 ， 比如国际空间站一般在距地表300多公里的轨道上飞行 ， 太空电站的高度是空间站的100多倍 。 在这样绝无仅有的高度上进行能量传输 ， 挑战非常大 。
前述五院专家指出 ， 空间太阳能电站是一个非常庞大的系统工程 ， 其重量、尺度方面远超现有航天设施 ， 因此人们将其称为航天与能源领域的“曼哈顿工程” 。 一个小型的兆瓦级电站的重量 ， 就已经比现在大多数的国际空间站要大 ， 还要考虑到在轨组装的难度 ， 和空间站的建设相比 ， 根本不是一个量级 。 一个空间站也就由几个舱段构成 ， 在组装时太空机械臂就可以实现 ， 接口的控制也不须考虑过多 。 但太空电站需要组装大量的模块 ， 组装时不能再采用现在的空间自主交会对接方式 ， 未来 ， 需要设想一套新的空间组装系统 ， 尽可能让接口简化 ， 也需要大量的空间机器人参与 。
“想象一下数千个模块被发射到天上 ， 先进入低轨 ， 再推进到高轨 ， 然后释放 ， 再组装 ， 整个过程的复杂程度肯定远超我们的想象 。 ”他说 。
根据路线图 ， 在建设兆瓦级的第一阶段 ， 具体分三步走 ， 先进行关键技术的地面及浮空器试验验证 ， 也就是璧山项目与西电的“逐日工程”正在进行的工作 ， 其次是进行高空超高压发电输电验证 ， 最终进行空间无线传能试验 。
多位受访专家对《中国新闻周刊》都表示 ， 目前 ， 日本、美国和中国等国都计划在2050年前后实现“逐日” ， 但由于所需资金巨大 ， 在第二阶段 ， 是否能按期完成计划还有待观察 。
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