"逐日工程"是中國在太空能源領域布局的國家級重大科研工程，全稱為空間太陽能電站系統項目，其核心目標是在地球靜止同步軌道——距地面約3.6萬公里的太空高度——部署巨型太陽能發電站，將太空中近乎恒定且高強度的太陽能轉化為電能，再以微波無線傳輸的方式送回地面，最終接入普通電網供人類使用。這一工程由中國工程院院士、西安電子科技大學教授段寶巖領銜，依托西安電子科技大學"逐日工程"研究團隊推進實施。

01. 工程緣由

"逐日工程"是中國在太空能源領域布局的國家級重大科研工程，全稱為空間太陽能電站系統項目，其核心目標是在地球靜止同步軌道——距地面約3.6萬公里的太空高度——部署巨型太陽能發電站，將太空中近乎恒定且高強度的太陽能轉化為電能，再以微波無線傳輸的方式送回地面，最終接入普通電網供人類使用。這一工程由中國工程院院士、西安電子科技大學教授段寶巖領銜，依托西安電子科技大學"逐日工程"研究團隊推進實施。

該工程名稱由段寶巖院士親自提議，取自中國古代神話"夸父逐日"的典故。夸父追逐太陽、矢志不渝的精神，與科研團隊在太空能源領域勇于開拓、追逐夢想的執著追求高度契合。這一命名不僅承載著中華民族自古以來對太陽能源的向往，更象征著當代科技工作者將神話變為現實的雄心壯志。正如段寶巖院士所言，建設空間太陽能電站好比是部署在太空預定軌道的空間微波充電樁，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，在浩瀚太空中為衛星筑起"無線充電站"。

空間太陽能電站的概念最早由美國科學家彼得?格拉澤于1968年提出，此后美國、日本、歐洲等國家和地區相繼開展研究。中國在這一領域的探索起步相對較晚，但發展迅猛，已初步實現了從"跟跑"到"并跑"乃至部分領域"領跑"的轉變。

中國空間太陽能電站的系統化研究始于2008年，當年國防科工局將相關研發工作納入國家先期研究規劃，"十二五"期間持續資助相關研究。2010年，中國科學院啟動學部咨詢評議項目，由多位院士牽頭開展可行性論證。2013年底，段寶巖院士聯合重慶大學楊士中院士聯名致信中央，建議盡早啟動太空發電站關鍵技術研究，這一建議獲得了黨和國家領導人的重要批示。隨后，國家工信部、發改委、科技部等16個部委組織全國120余位專家進行了近一年的系統論證，最終形成了《中國太空發電站發展規劃及關鍵技術體系規劃論證報告》，為后續工程實施奠定了頂層設計基礎。

2014年是逐日工程具有里程碑意義的一年。段寶巖院士團隊在這一年提出了具有完全自主知識產權的歐米伽（OMEGA）創新設計方案。該方案在系統質量相同的前提下，發電能力較美國同期提出的ALPHA方案提高約24%，功質比（單位質量發電量）位居世界領先水平，標志著中國在空間太陽能電站總體方案設計上實現了原創性突破。同年，國家層面正式提出中國空間太陽能電站發展路線圖，明確了"2030年后建設兆瓦級試驗空間太陽能電站、2050年后建設吉瓦級商業空間太陽能電站"的宏偉目標。

2018年12月23日，"逐日工程"在西安電子科技大學正式啟動，標志著中國空間太陽能電站從理論探索階段正式邁入工程驗證階段。該項目被列為工信部重大基礎研究支持項目和科技部重大研發計劃，是落實國家軍民融合深度發展戰略、構建國家級高水平科研平臺、打造戰略性新興產業的重大舉措。

02. 核心技術與創新方案

歐米伽（OMEGA）設計方案

歐米伽方案是逐日工程的技術核心，其創新之處在于采用球面線聚焦原理的聚光系統。該系統由四個半球形聚光鏡組成，根據太陽高度角實時調整傾斜角度，將太陽光精準匯聚至位于球面中心的光伏電池陣，實現高效率光電轉換。相比傳統方案，這一設計顯著降低了系統控制難度和散熱壓力，同時大幅提升了光電轉換效率。該方案的核心優勢在于結構緊湊、質量輕便，特別適合通過多次火箭發射后在軌組裝部署。

微波無線傳能技術

微波無線能量傳輸是空間太陽能電站最關鍵、最具挑戰性的技術環節。逐日工程采用5.8GHz微波頻段進行能量傳輸，通過精確控制微波波束的指向和形態，實現從太空到地面的高效能量傳遞。2022年建成的地面驗證系統在55米傳輸距離上，實現了直流-直流傳輸效率15.05%、波束收集效率87.3%的技術指標，位居國際領先水平。這一成果突破了高效率聚光與光電轉換、微波轉換、微波發射與波形優化、微波波束指向測量與控制、微波接收與整流、靈巧機械結構設計等多項關鍵技術。

一對多動目標傳能技術

2026年5月，逐日工程取得重大進展，團隊成功研制了一對多動目標微波無線傳能系統，在百米級距離實現千瓦功率輸出。該系統最大的技術亮點在于可實現一套發射裝置為多個移動目標同時供電，解決了多目標供電的精準控制難題。具體技術指標顯示，直流-直流傳輸效率達20.8%，輸出功率1180瓦，波束收集效率88.0%。在無人機實測中，系統在時速30公里、距離30米的動態條件下實現了143瓦穩定接收。這一突破意味著未來空間太陽能電站不僅能向地面固定接收站輸電，還能像"太空充電樁"一樣為在軌衛星、太空飛行器甚至地面移動設備提供靈活、動態的能源補給，極大地拓展了空間太陽能電站的應用場景。

分布式歐米伽創新設計

在近期取得一對多動目標傳能突破的同時，團隊還從多學科交叉、多系統耦合與系統可靠性角度出發，提出了分布式歐米伽空間太陽能電站創新設計方案。這一方案進一步提升了系統的可靠性和靈活性，為未來大規模空間太陽能電站的工程化應用提供了新的技術路徑。

03. 地面驗證系統與實驗基地建設

世界首個全鏈路驗證系統

2022年6月5日，逐日工程團隊建成了世界首個全鏈路、全系統的空間太陽能電站地面驗證系統，并順利通過由吳一戎院士擔任組長的專家組驗收。這一成果比原定技術路線節點提前了近三年，被專家一致認為總體處于國際先進水平，其中歐米伽光機電集成設計、55米傳輸距離的微波功率無線傳輸效率等主要技術指標位居國際領先水平。該成果入選"2023年中國十大科技進展"。

驗證系統位于西安電子科技大學南校區，其核心設施包括三座高達75米的鋼結構支撐塔，構成了完整的五大子系統：歐米伽聚光與光電轉換系統、電力傳輸與管理系統、射頻發射天線系統、接收與整流天線系統、控制與測量系統。

系統根據太陽高度角確定聚光鏡傾斜角度，聚光鏡將太陽光反射匯聚至中心光伏電池陣轉化為直流電能，通過電源管理模塊匯聚到中間發射天線，經振蕩器和放大器轉化為微波，以無線傳輸形式發射到接收天線，最后接收天線將微波整流再次轉換成直流電供給負載。這一完整鏈路的成功驗證，為后續空間試驗奠定了堅實基礎。

重慶璧山實驗基地

除西安主基地外，2018年12月6日，重慶市璧山區人民政府與重慶大學、中國空間技術研究院西安分院、西安電子科技大學聯合簽署合作協議，標志著中國首個空間太陽能電站實驗基地正式落戶璧山。2021年6月18日，基地舉行正式動工儀式。該基地位于璧山區福祿鎮和平村，距城區約11公里，總占地面積約200畝，其中核心實驗建設區約33畝，外圍隔離區約167畝。

璧山基地投資2億元建設升空試驗場地、氣球平臺調試大廳、實驗樓、鐵塔等設施，通過高度50至300米的浮空平臺開展微波傳能實驗；2021至2025年計劃建設中小規模平流層太陽能電站并實現并網發電；2025年后將開始大規模空間太陽能電站系統相關工作。

基地建成后，將重點進行空間太陽能發電站、無線微波傳能以及空間信息網等技術的前期演示模擬與驗證，同時還將建設科普基地，開展太空育種、科學數據觀測、科普教育、航天科技成果展覽、太空旅游體驗等拓展項目。

04. 發展規劃與意義

逐日工程采用"三小步、兩大步"的戰略規劃。

包括第一步，地面及浮空試驗，完成關鍵技術地面驗證，這一步已基本完成；第二步，空間電能管理，在軌驗證能源管理與轉換技術；第三步，天地無線能量傳輸試驗，實現從太空到地面的能量傳輸驗證。

"兩大步"屬于工程實施階段，包括：第一步，兆瓦級試驗驗證，建設兆瓦級空間太陽能試驗電站；第二步，吉瓦級商業電站，建造吉瓦級商業運行空間太陽能電站，其發電規模相當于一座"太空三峽"。

具體時間節點規劃為：中期規劃（2015至2030年）完成關鍵技術攻關和兆瓦級系統驗證；遠期規劃（2030至2050年）建成吉瓦級商業空間太陽能電站。這一長達數十年的規劃體現了中國在該領域的戰略定力和長遠眼光。正如國際航天領域專家所評價："中國人真正擅長的一件事就是長期思考，他們能把計劃和問題規劃長達50年之久。"

能源安全與清潔轉型

在地球同步軌道上，太陽能強度是地面的5至10倍，且不受晝夜交替、天氣變化、季節更替的影響，可實現24小時不間斷發電。據測算，如果在地球靜止軌道上部署一條寬度為1000米的太陽能光伏電池陣環帶，假定其轉換效率為100%，那么它在一年中接收到的太陽輻射通量，約等于目前地球上已知可開采石油儲量所包含的能量總和。一座吉瓦級太空電站的年發電量相當于數個三峽水電站，將從根本上改變人類能源獲取方式，為全球能源安全和"雙碳"目標實現提供終極解決方案。

多元化應用場景

在地面供電方面，可為偏遠地區、海島、災區提供應急能源，解決傳統電網難以覆蓋區域的用電難題。在太空應用方面，可作為"太空充電樁"為在軌衛星、空間站提供持續能源補給，打破衛星對自身太陽能帆板的單一依賴，大幅延長航天器工作壽命。在特殊任務支持方面，可為深空探測、空間制造等提供能源保障。

產業帶動效應

逐日工程作為典型的前沿科技引領型項目，帶動了國內一系列高新技術產業發展。從上游材料來看，涉及砷化鎵柔性太陽能電池、PI薄膜材料、碳纖維結構材料等；從中游制造來看，涉及精密制造設備、大型空間結構組裝技術；從下游應用來看，涉及衛星能源系統升級、地面接收站建設等。

05.結語

當前，空間太陽能電站已成為全球航天強國競相布局的戰略制高點。美國在該領域起步最早，2020年完成PRAM在軌試驗，驗證"太陽能到微波"關鍵鏈路；2023年加州理工學院的SSPD-1入軌，完成多類光伏器件在軌表征并開展在軌微波功率傳輸演示；軍方體系下規劃的Arachne任務面向空間到地面能量波束傳輸驗證。日本聚焦波束控制與低軌傳能驗證，已將空間太陽能發電列入國家發展計劃，提出了2050年前建設商業空間太陽能電站的發展路線圖，在微波無線傳能技術上曾長期處于領先地位，2015年實現了55米距離的傳能實驗。歐洲以SOLARIS計劃推進系統性評估與規劃，2024年7月由波茨坦大學、柏林工業大學等聯合研發的全球首個鈣鈦礦串聯太陽能電池成功進入太空，開啟了極端環境下的性能實測。

相比之下，中國的逐日工程在多個維度實現了超越或并跑。在系統完整性方面，建成了世界首個全鏈路全系統地面驗證系統，這是其他國家尚未實現的。在方案創新性方面，歐米伽方案的發電效率比美國ALPHA方案高24%，功質比位居世界領先。在技術迭代速度方面，從2014年方案提出到2022年全系統驗證僅用8年，比預定計劃提前3年。在最新傳能效率方面，2026年實現百米級千瓦輸出，直流-直流傳輸效率達20.8%，波束收集效率88.0%，無人機動態接收測試也取得成功。在平臺建設方面，西安和重慶璧山兩大實驗基地形成協同研究格局，為后續技術驗證提供了堅實支撐。

然而，也必須清醒認識到存在的差距。中國科學院院士葛昌純指出，中國發射成本約為每磅2000美元，比美國SpaceX高出近40%，制約了大規模在軌部署的可行性；在軌維護技術仍處于地面驗證階段，而美國已開展機器人自主維修試驗；關鍵材料的使用壽命與日、美相比差距超過50%，直接影響電站的長期運行效率和經濟性。面對激烈的國際競爭，若不能及時突破核心技術、提升工程化能力，將面臨關鍵技術被壟斷、標準制定權和市場空間被擠壓的風險。

盡管逐日工程已取得一系列重大突破，但要真正實現空間太陽能電站的商業化運行，仍面臨諸多世界級難題亟待攻克。

發射成本是首要瓶頸。吉瓦級空間太陽能電站的總重量可達萬噸級，需要依賴長征九號等重型運載火箭進行數十次甚至上百次發射，并在軌完成復雜組裝。即便未來可重復使用火箭技術成熟，發射成本仍將是一個巨大的經濟負擔。能量轉換效率仍有提升空間，當前從太陽光到地面可用電能的端到端轉換效率距離商業化要求還有差距，需要在光伏電池、微波轉換、整流接收等各環節持續優化。生物安全性問題不容忽視，大功率微波傳輸必須確保對地面生態環境、航空飛行安全以及人類健康無任何負面影響，這需要長期、大量的安全性驗證。極端環境適應性也是重大挑戰，太空中的強輻射、大溫差、微流星體撞擊等環境對設備壽命和可靠性提出了極高要求，關鍵材料的使用壽命直接關系到電站的經濟可行性。

盡管如此，逐日工程團隊正以堅定的步伐推進這一宏偉事業。從夸父逐日的古老傳說到太空電站的現代工程，從2013年兩位院士的一紙建議到2026年百米級千瓦傳能的實現，中國航天人用十余年時間走完了從概念到驗證的關鍵歷程。正如段寶巖院士所言，空間太陽能電站的實現需要幾代人接續奮斗，但逐日工程團隊正以實際行動，推動中國在這一關乎人類未來的能源革命中走在世界前列。隨著技術的不斷突破和成本的逐步降低，在不遠的將來，人類或許真的能夠從太空中獲取清潔、永續的能源，而"逐日工程"正是通向這一未來的關鍵一步。

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