科幻成真？陸「微波隔空送電」1180瓦 無人機邊飛邊充

不用拉輸電線，「微波隔空送電」突破1.2千瓦，無人機邊飛邊充。（示意圖，央視新聞）

只存在於科幻小說中的「太空太陽能電站」正逐步走向現實。據觀察者網報導，中國西安電子科技大學「逐日工程」研究團隊近日成功測試一套具備多目標同步供電能力的無線電力傳輸系統，可在精確追蹤移動目標的同時，實現千瓦級微波能量的穩定傳輸。這項成果被認爲爲未來建設太空太陽能電站奠定了關鍵技術基礎。

據香港《南華早報》報導，該團隊早在2022年便完成全鏈路地面驗證平臺建設，近期進一步驗證了動態環境下對多目標同步供能的能力。核心設施由一座75米高的試驗塔構成，用於在地面模擬未來空間能源系統的全過程。

測試結果顯示，該系統能在約100公尺距離內，成功實現1180瓦功率的微波定向傳輸，同時保持微波波束的高精度控制。另一組實驗中，一架以時速30公里飛行的無人機，在30公尺距離下穩定接收到143瓦無線電能。

《南華早報》特別指出，中國研究團隊自主研製出一對多動目標微波無線傳能的空間太陽能電站地面驗證系統，在百米級距離測試中達到約20.8％的無線能量傳輸效率，亦即輸入的約五分之一電能被有效轉化爲可用電力。

對比之下，美國NASA噴氣推進實驗室1975年進行的微波能量傳輸實驗，雖曾報告54％的系統效率，但該實驗是在高度受控條件下進行，且未涉及對移動目標的即時追蹤與供能。

西安電子科技大學的研究由中國工程院院士段寶巖主導。他長期致力於探索建設軌道太陽能電站，2014年團隊提出「歐米伽」創新設計方案，計劃在距地約3.6萬公里的地球靜止軌道部署大型環狀結構。然而在2023年發表的論文中，團隊提出新的工程方案，轉向由多個小型分散式單元協同工作的架構，而非單一巨型結構。這項思路與NASA提出的「SPS-ALPHA」（任意大型相控陣列太陽能衛星）概念類似。

段寶巖表示，建設空間太陽能電站好比在太空預定軌道部署「微波充電樁」，可打破傳統衛星對自身太陽能帆板的單一依賴，利用先進的微波無線傳能技術，在太空中爲衛星築起「無線充電站」。

空間太陽能電站的優勢在於，軌道環境可持續接收不間斷的太陽輻射，理論上能實現全天候、無天氣干擾的持續發電。能源隨後被轉換爲微波束，再定向傳輸至地面或其他太空飛行器，實現跨空間能源調度。

美國CNN新聞評論指出，中國研究團隊的最新突破被認爲是該國空間太陽能電站長期計劃中的關鍵一步。

據新華社報導，近日在陝西省技術轉移中心組織的成果評價會上，專家組一致認爲，該項目成果總體達到國際領先水準，對中國未來空間太陽能電站和微波無線傳能相關理論與技術發展具有重要引領與支撐作用，產業化及工程應用前景廣闊。

此外，新華社報導也提到，這項研究在空間發電上實現了太陽能聚光與光電轉換效率的顯著提升；在發射與接收天線的整合化、小型化與輕量化上取得關鍵進展，爲設備的太空部署奠定基礎。