"逐日工程"是中国在太空能源领域布局的国家级重大科研工程，全称为空间太阳能电站系统项目，其核心目标是在地球静止同步轨道——距地面约3.6万公里的太空高度——部署巨型太阳能发电站，将太空中近乎恒定且高强度的太阳能转化为电能，再以微波无线传输的方式送回地面，最终接入普通电网供人类使用。这一工程由中国工程院院士、西安电子科技大学教授段宝岩领衔，依托西安电子科技大学"逐日工程"研究团队推进实施。
01. 工程缘由
"逐日工程"是中国在太空能源领域布局的国家级重大科研工程，全称为空间太阳能电站系统项目，其核心目标是在地球静止同步轨道——距地面约3.6万公里的太空高度——部署巨型太阳能发电站，将太空中近乎恒定且高强度的太阳能转化为电能，再以微波无线传输的方式送回地面，最终接入普通电网供人类使用。这一工程由中国工程院院士、西安电子科技大学教授段宝岩领衔，依托西安电子科技大学"逐日工程"研究团队推进实施。
该工程名称由段宝岩院士亲自提议，取自中国古代神话"夸父逐日"的典故。夸父追逐太阳、矢志不渝的精神，与科研团队在太空能源领域勇于开拓、追逐梦想的执着追求高度契合。这一命名不仅承载着中华民族自古以来对太阳能源的向往，更象征着当代科技工作者将神话变为现实的雄心壮志。正如段宝岩院士所言，建设空间太阳能电站好比是部署在太空预定轨道的空间微波充电桩，可打破传统卫星对自身太阳能帆板的单一依赖，利用先进的微波无线传能技术，在浩瀚太空中为卫星筑起"无线充电站"。
空间太阳能电站的概念最早由美国科学家彼得•格拉泽于1968年提出，此后美国、日本、欧洲等国家和地区相继开展研究。中国在这一领域的探索起步相对较晚，但发展迅猛，已初步实现了从"跟跑"到"并跑"乃至部分领域"领跑"的转变。
中国空间太阳能电站的系统化研究始于2008年，当年国防科工局将相关研发工作纳入国家先期研究规划，"十二五"期间持续资助相关研究。2010年，中国科学院启动学部咨询评议项目，由多位院士牵头开展可行性论证。2013年底，段宝岩院士联合重庆大学杨士中院士联名致信中央，建议尽早启动太空发电站关键技术研究，这一建议获得了党和国家领导人的重要批示。随后，国家工信部、发改委、科技部等16个部委组织全国120余位专家进行了近一年的系统论证，最终形成了《中国太空发电站发展规划及关键技术体系规划论证报告》，为后续工程实施奠定了顶层设计基础。
2014年是逐日工程具有里程碑意义的一年。段宝岩院士团队在这一年提出了具有完全自主知识产权的欧米伽（OMEGA）创新设计方案。该方案在系统质量相同的前提下，发电能力较美国同期提出的ALPHA方案提高约24%，功质比（单位质量发电量）位居世界领先水平，标志着中国在空间太阳能电站总体方案设计上实现了原创性突破。同年，国家层面正式提出中国空间太阳能电站发展路线图，明确了"2030年后建设兆瓦级试验空间太阳能电站、2050年后建设吉瓦级商业空间太阳能电站"的宏伟目标。
2018年12月23日，"逐日工程"在西安电子科技大学正式启动，标志着中国空间太阳能电站从理论探索阶段正式迈入工程验证阶段。该项目被列为工信部重大基础研究支持项目和科技部重大研发计划，是落实国家军民融合深度发展战略、构建国家级高水平科研平台、打造战略性新兴产业的重大举措。
02. 核心技术与创新方案
欧米伽（OMEGA）设计方案
欧米伽方案是逐日工程的技术核心，其创新之处在于采用球面线聚焦原理的聚光系统。该系统由四个半球形聚光镜组成，根据太阳高度角实时调整倾斜角度，将太阳光精准汇聚至位于球面中心的光伏电池阵，实现高效率光电转换。相比传统方案，这一设计显著降低了系统控制难度和散热压力，同时大幅提升了光电转换效率。该方案的核心优势在于结构紧凑、质量轻便，特别适合通过多次火箭发射后在轨组装部署。
微波无线传能技术
微波无线能量传输是空间太阳能电站最关键、最具挑战性的技术环节。逐日工程采用5.8GHz微波频段进行能量传输，通过精确控制微波波束的指向和形态，实现从太空到地面的高效能量传递。2022年建成的地面验证系统在55米传输距离上，实现了直流-直流传输效率15.05%、波束收集效率87.3%的技术指标，位居国际领先水平。这一成果突破了高效率聚光与光电转换、微波转换、微波发射与波形优化、微波波束指向测量与控制、微波接收与整流、灵巧机械结构设计等多项关键技术。
一对多动目标传能技术
2026年5月，逐日工程取得重大进展，团队成功研制了一对多动目标微波无线传能系统，在百米级距离实现千瓦功率输出。该系统最大的技术亮点在于可实现一套发射装置为多个移动目标同时供电，解决了多目标供电的精准控制难题。具体技术指标显示，直流-直流传输效率达20.8%，输出功率1180瓦，波束收集效率88.0%。在无人机实测中，系统在时速30公里、距离30米的动态条件下实现了143瓦稳定接收。这一突破意味着未来空间太阳能电站不仅能向地面固定接收站输电，还能像"太空充电桩"一样为在轨卫星、太空飞行器甚至地面移动设备提供灵活、动态的能源补给，极大地拓展了空间太阳能电站的应用场景。
分布式欧米伽创新设计
在近期取得一对多动目标传能突破的同时，团队还从多学科交叉、多系统耦合与系统可靠性角度出发，提出了分布式欧米伽空间太阳能电站创新设计方案。这一方案进一步提升了系统的可靠性和灵活性，为未来大规模空间太阳能电站的工程化应用提供了新的技术路径。
03. 地面验证系统与实验基地建设
世界首个全链路验证系统
2022年6月5日，逐日工程团队建成了世界首个全链路、全系统的空间太阳能电站地面验证系统，并顺利通过由吴一戎院士担任组长的专家组验收。这一成果比原定技术路线节点提前了近三年，被专家一致认为总体处于国际先进水平，其中欧米伽光机电集成设计、55米传输距离的微波功率无线传输效率等主要技术指标位居国际领先水平。该成果入选"2023年中国十大科技进展"。
验证系统位于西安电子科技大学南校区，其核心设施包括三座高达75米的钢结构支撑塔，构成了完整的五大子系统：欧米伽聚光与光电转换系统、电力传输与管理系统、射频发射天线系统、接收与整流天线系统、控制与测量系统。
系统根据太阳高度角确定聚光镜倾斜角度，聚光镜将太阳光反射汇聚至中心光伏电池阵转化为直流电能，通过电源管理模块汇聚到中间发射天线，经振荡器和放大器转化为微波，以无线传输形式发射到接收天线，最后接收天线将微波整流再次转换成直流电供给负载。这一完整链路的成功验证，为后续空间试验奠定了坚实基础。
重庆璧山实验基地
除西安主基地外，2018年12月6日，重庆市璧山区人民政府与重庆大学、中国空间技术研究院西安分院、西安电子科技大学联合签署合作协议，标志着中国首个空间太阳能电站实验基地正式落户璧山。2021年6月18日，基地举行正式动工仪式。该基地位于璧山区福禄镇和平村，距城区约11公里，总占地面积约200亩，其中核心实验建设区约33亩，外围隔离区约167亩。
璧山基地投资2亿元建设升空试验场地、气球平台调试大厅、实验楼、铁塔等设施，通过高度50至300米的浮空平台开展微波传能实验；2021至2025年计划建设中小规模平流层太阳能电站并实现并网发电；2025年后将开始大规模空间太阳能电站系统相关工作。
基地建成后，将重点进行空间太阳能发电站、无线微波传能以及空间信息网等技术的前期演示模拟与验证，同时还将建设科普基地，开展太空育种、科学数据观测、科普教育、航天科技成果展览、太空旅游体验等拓展项目。
04. 发展规划与意义
逐日工程采用"三小步、两大步"的战略规划。
包括第一步，地面及浮空试验，完成关键技术地面验证，这一步已基本完成；第二步，空间电能管理，在轨验证能源管理与转换技术；第三步，天地无线能量传输试验，实现从太空到地面的能量传输验证。
"两大步"属于工程实施阶段，包括：第一步，兆瓦级试验验证，建设兆瓦级空间太阳能试验电站；第二步，吉瓦级商业电站，建造吉瓦级商业运行空间太阳能电站，其发电规模相当于一座"太空三峡"。
具体时间节点规划为：中期规划（2015至2030年）完成关键技术攻关和兆瓦级系统验证；远期规划（2030至2050年）建成吉瓦级商业空间太阳能电站。这一长达数十年的规划体现了中国在该领域的战略定力和长远眼光。正如国际航天领域专家所评价："中国人真正擅长的一件事就是长期思考，他们能把计划和问题规划长达50年之久。"
能源安全与清洁转型
在地球同步轨道上，太阳能强度是地面的5至10倍，且不受昼夜交替、天气变化、季节更替的影响，可实现24小时不间断发电。据测算，如果在地球静止轨道上部署一条宽度为1000米的太阳能光伏电池阵环带，假定其转换效率为100%，那么它在一年中接收到的太阳辐射通量，约等于目前地球上已知可开采石油储量所包含的能量总和。一座吉瓦级太空电站的年发电量相当于数个三峡水电站，将从根本上改变人类能源获取方式，为全球能源安全和"双碳"目标实现提供终极解决方案。
多元化应用场景
在地面供电方面，可为偏远地区、海岛、灾区提供应急能源，解决传统电网难以覆盖区域的用电难题。在太空应用方面，可作为"太空充电桩"为在轨卫星、空间站提供持续能源补给，打破卫星对自身太阳能帆板的单一依赖，大幅延长航天器工作寿命。在特殊任务支持方面，可为深空探测、空间制造等提供能源保障。
产业带动效应
逐日工程作为典型的前沿科技引领型项目，带动了国内一系列高新技术产业发展。从上游材料来看，涉及砷化镓柔性太阳能电池、PI薄膜材料、碳纤维结构材料等；从中游制造来看，涉及精密制造设备、大型空间结构组装技术；从下游应用来看，涉及卫星能源系统升级、地面接收站建设等。
05.结语
当前，空间太阳能电站已成为全球航天强国竞相布局的战略制高点。美国在该领域起步最早，2020年完成PRAM在轨试验，验证"太阳能到微波"关键链路；2023年加州理工学院的SSPD-1入轨，完成多类光伏器件在轨表征并开展在轨微波功率传输演示；军方体系下规划的Arachne任务面向空间到地面能量波束传输验证。日本聚焦波束控制与低轨传能验证，已将空间太阳能发电列入国家发展计划，提出了2050年前建设商业空间太阳能电站的发展路线图，在微波无线传能技术上曾长期处于领先地位，2015年实现了55米距离的传能实验。欧洲以SOLARIS计划推进系统性评估与规划，2024年7月由波茨坦大学、柏林工业大学等联合研发的全球首个钙钛矿串联太阳能电池成功进入太空，开启了极端环境下的性能实测。
相比之下，中国的逐日工程在多个维度实现了超越或并跑。在系统完整性方面，建成了世界首个全链路全系统地面验证系统，这是其他国家尚未实现的。在方案创新性方面，欧米伽方案的发电效率比美国ALPHA方案高24%，功质比位居世界领先。在技术迭代速度方面，从2014年方案提出到2022年全系统验证仅用8年，比预定计划提前3年。在最新传能效率方面，2026年实现百米级千瓦输出，直流-直流传输效率达20.8%，波束收集效率88.0%，无人机动态接收测试也取得成功。在平台建设方面，西安和重庆璧山两大实验基地形成协同研究格局，为后续技术验证提供了坚实支撑。
然而，也必须清醒认识到存在的差距。中国科学院院士葛昌纯指出，中国发射成本约为每磅2000美元，比美国SpaceX高出近40%，制约了大规模在轨部署的可行性；在轨维护技术仍处于地面验证阶段，而美国已开展机器人自主维修试验；关键材料的使用寿命与日、美相比差距超过50%，直接影响电站的长期运行效率和经济性。面对激烈的国际竞争，若不能及时突破核心技术、提升工程化能力，将面临关键技术被垄断、标准制定权和市场空间被挤压的风险。
尽管逐日工程已取得一系列重大突破，但要真正实现空间太阳能电站的商业化运行，仍面临诸多世界级难题亟待攻克。
发射成本是首要瓶颈。吉瓦级空间太阳能电站的总重量可达万吨级，需要依赖长征九号等重型运载火箭进行数十次甚至上百次发射，并在轨完成复杂组装。即便未来可重复使用火箭技术成熟，发射成本仍将是一个巨大的经济负担。能量转换效率仍有提升空间，当前从太阳光到地面可用电能的端到端转换效率距离商业化要求还有差距，需要在光伏电池、微波转换、整流接收等各环节持续优化。生物安全性问题不容忽视，大功率微波传输必须确保对地面生态环境、航空飞行安全以及人类健康无任何负面影响，这需要长期、大量的安全性验证。极端环境适应性也是重大挑战，太空中的强辐射、大温差、微流星体撞击等环境对设备寿命和可靠性提出了极高要求，关键材料的使用寿命直接关系到电站的经济可行性。
尽管如此，逐日工程团队正以坚定的步伐推进这一宏伟事业。从夸父逐日的古老传说到太空电站的现代工程，从2013年两位院士的一纸建议到2026年百米级千瓦传能的实现，中国航天人用十余年时间走完了从概念到验证的关键历程。正如段宝岩院士所言，空间太阳能电站的实现需要几代人接续奋斗，但逐日工程团队正以实际行动，推动中国在这一关乎人类未来的能源革命中走在世界前列。随着技术的不断突破和成本的逐步降低，在不远的将来，人类或许真的能够从太空中获取清洁、永续的能源，而"逐日工程"正是通向这一未来的关键一步。
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