天基太阳能的概念与优势 - 天基太阳能是一套部署于地球轨道的发电系统，通过太阳能电池板收集能量，再以无线方式传回地面的接收天线 [4] - 该构想最早由美国科学家彼得·格拉泽在1968年提出，旨在将大型太阳能卫星部署在距地球约36000公里的静止轨道上，使其全天候收集阳光并转化为微波传输至地面，微波峰值强度约为230W/m²，相当于正午阳光强度的1/4 [4] - 太空中的阳光强度高出地面5—10倍，能提供持续、洁净且能量充沛的电力，美国国家航空航天局研究预测一种天基太阳能模型能在一年99%的时间内发电 [4][5] - 天基太阳能能提供稳定可靠的基载电力，单位面积发电效率远超地面，从而节约大量土地资源，并具备高度灵活的调度能力，每颗卫星可覆盖地球1/4的区域，几乎能实现洲际电力的瞬时传输 [5] 全球发展动态与项目进展 - 美国加州理工学院在2023年8月通过名为MAPLE的轻型微波发射器实现首次太空无线能量传输，成功将能量传回地面实验室的接收器 [5][6] - 中国正稳步推进千米级阵列建设目标，计划于2028年实现突破，重庆“天基太阳能电站实验基地”与西安“全链路地面演示验证系统”两大平台已启动建设，西安系统于2022年6月完成55米垂直距离微波输能实验，发射功率超2千瓦，计划在2030—2050年间建成首套商业化系统 [6] - 欧洲空间局于2023年1月启动SOLARIS预先研发计划，计划3年内投入6000万欧元攻关核心技术，为2025年后开展在轨验证铺平道路 [6] - 英国政府采纳了CASSIOPeiA概念作为天基太阳能发电厂演示项目的起点，参与该项目的几家公司计划6年内交付商业系统，并成立了由90多个组织组成的太空能源倡议以加速发展 [6] - 日本将天基太阳能列为重点发展方向，日本宇宙航空研究开发机构与航天系统公司于2024年12月成功完成空地长距离微波输能实验，在7000米高空向地面精准传输微波，部署于地面的13台接收设备均成功捕获能量 [7] 可行性、挑战与未来路径 - 随着发射成本下降与规模化制造技术的进步，天基太阳能在技术和经济层面已具备可行性 [3][4] - 主要技术挑战包括进一步降低发射成本（尽管可重复使用火箭技术正改善经济性）、提升向地球传输千兆瓦级电力的效率，以及利用自主机器人精准在轨组装和维护巨型空间结构 [3][8]