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本文转载自公众号“寰球科学”（id：huanqiukexue）欧洲杯体育

Overview Engergy公司天外输电成见图（非本次实验）丨Overview Energy

比从天据说难。

撰文 | 冬鸢

审校 | 王昱

2025年11月晚，一架单引擎涡桨飞机飘舞在好意思国宾夕法尼亚5000多米的高空。飞机又小又慢，高空的风却很大，飘舞得有几许拼集——但这恰是把这架飞机奉上天的东说念主但愿看到的。

实验所用飞机丨Overview Energy

这架飞机上装着激光器和一些光学器件，以及一块很大的电板以及配套的冷却系统。它正在扩充一项史无前例的任务——飞机在天际中的犀利湍流中高速挪动时，向大地良友运送电能。

这是有史以来初度在职何挪动平台献技示高功率无线电力传输，来自动力公司Overview Energy。下一步，他们便准备把飞机换成卫星，从天外中传输能量回地球了。从某种流程上来说，这其实比飞机容易，因为天外中环境更平定，不像飞机那样受湍流的影响。

飞机里面结构丨Overview Energy

至于为什么要从天外中传输电力，还得从上个上个世纪中世讲起。

从科幻到现实

1941年，科幻作者艾萨克·阿西莫夫（Isaac Asimov）就在短篇演义《推理》（Reason）中设思了一个未下寰球，那处的东说念主类能径直在天外中荟萃天外的能量，将其传回大地行为动力使用。而其时距离东说念主类第一次在天外中使用太阳能板还有20年。

1968年，科学家彼得·格拉泽（Peter Glaser）在《科学》（Science）上发表著作，安妥在科学领域建议了从天外得到能量的设思，其核神气念粗浅而诱东说念主：地球上的太阳能受限于暮夜、云层以及大气层的过滤作用。但在天外中，阳光不仅不会中断，强度也远超大地。这一设思被称作天外太阳能（Space-based solar power, SBSP）：期骗巨大的卫星在天外中捕捉用之不断的太阳能，通过无线形势将其传输回地球，为咱们的城市供电。

NASA在1976年关于天外太阳能的设思丨NASA

连年来卫星工夫、太阳能电板和无线传输工夫的越过，让这一设思越来越可能达成了。科学家的设思是，将巨型卫星辐射到天外，经常是距离大地3.6万千米的地球静止轨说念（GEO）上。在这里，卫星联系于大地保抓静止，况兼一年中99%的时候齐能被阳光映照。卫星上安装的巨大太阳能电板阵列会把阳光退换为电力，然后将电能酿成高频率的微波或激光束，传送到大地吸收站。大地吸收站通过整流天线（rectenna）等安装拿获微波能量，再将其退换来电能送入电网，供城市和设施使用。

诚然地球上也有不少可再生动力，但它们大多不是随时可用的——风总有停的时候，太阳也早晚会落到地平线以下。但空间太阳能却不错像核电站或煤电厂不异全天候24小时发电，而且依然零碳排放。此外，由于莫得大气层散射明后，天外中的阳光强度比大地高出约30%。一颗卫星表面上不错提供吉瓦级的电力，足以点亮一座大城市。

设思图丨Caltech

如今，多个国度和组织也齐在积极稽查空间太阳能工夫。2022年，中国西安电子科技大学的“每日工程”取得蹙迫阶段性着力，议论东说念主员建成了一座75米高的测试塔，考证了能量荟萃和无线传输的全链路工夫。2023年，好意思国加州理工学院的“MAPLE”实验初度在轨说念上顺利达成了无线能量传输，线路了该物理旨趣在天外中是可行的。欧洲空间局（ESA）批准了“SOLARIS”规划以议论工夫可行性，而英国的“Space Solar”神态正在绽放一种名为CASSIOPeiA的独到卫星瞎想，八成360度天真导向能量束。

现在的挑战

尽管长进诱东说念主，但空间太阳能也面对巨大工夫和资本挑战。因为要达成这一设思，需要构建十分高大的结构。举例，CASSIOPeiA的设思中，需要宽约1.7千米的太阳能阵列。拼装如斯巨大的结构需要先进的工夫，况兼大批辐射火箭。据计算，仅将这样大的组建送入轨说念就可能需要68次星舰辐射。在天外建树和小器这样的大范围系统也从未有过前例。此外，工程师还必须冒昧空间碎屑、辐射、极点温度变化等问题。无线传输电力时，也需要极其精准地瞄准辐射器和大地吸收站，不然能量可能偏离指标。此外，还需要明确的议论能线路这些能量传输对任何当然齐无危害，通盘这些齐加多了系统的复杂度和资本。

在资本方面，辐射屡见不鲜吨硬件到天外十分崇高。据好意思国航空航天局（NASA）的分析，要使天外太阳能发电站具备贸易可行性并与大地动力竞争，辐射资本必须大幅裁减，从现在的每千克数万好意思元降至仅数百好意思元。此外，每说念工夫重要齐有能量赔本：从光伏到电力，再退换为波穿越大气，终末由整流天线吸收，各个设施齐不是百分百高效。现在最佳的天外级别光伏电板着力也独一约30%至40%，而其它重要组件也需要晋升着力。通盘这些齐意味着，需要长久的工夫冲突和大范围投资智商让天外太阳能成为现实。

太阳能板设思图丨Caltech

而这次Overview Energy的飞机实验，恰是在攻克天外太阳能领域的一个辣手难题，他们线路了，即使是在相对不平定的环境下，远距离无线传输能量的各个组件齐不错完好集成。他们示意，从飞机上瞄准大地的吸收安装施行上会比从卫星上瞄准愈加贫寒，因为飞契机受到湍流的影响，况兼联系于大地袭取站的角速率更高。而这次实验的顺利让他们对接下来的规划充满信心，他们规划于2029～2030年辐射首批地球同步轨说念卫星，届时它们将有约99%的时候能吸收到太阳光。

此外，还有很多其他国度和机构正在陆续尽力。要是天外太阳能八成达成，它将为清洁动力提供全新决议。天外电站不错全天候提供平定的基荷电力，弥补大地风能和太阳能发电的过错，匡助电网更牢固启动并减少对煤炭和自然气的依赖。此外，天外太阳能不错向地球上的任何处所运送电力。比如，偏远岛屿、海上平台或者灾地齐不错通过在腹地安装袭取安装，径直从天外轨说念上袭取能量。以至在往常，还不错通过这种形势为月球基地或深空航天器提供能量。

参考文件

[1]https://www.overviewenergy.com/updates/airborne

[2]https://www.overviewenergy.com/updates/space-to-grid

[3]https://www.caltech.edu/about/news/in-a-first-caltechs-space-solar-power-demonstrator-wirelessly-transmits-power-in-space

[4]https://news.xidian.edu.cn/info/2106/220926.htm

[5]https://singularityhub.com/2018/12/31/why-the-future-of-solar-power-is-from-space/

[6]https://addsdonna.com/old-website/ADDS_DONNA/Science_Fiction_files/2_Asimov_Reason.pdf

[7]https://www.qub.ac.uk/News/Allnews/2024/solar-farms-in-space-new-research.html#:~:text=Space Solar's power satellite design,the beam through 360 degrees.

[8]https://www.signalsaz.com/articles/how-was-a-wireless-energy-transfer-achieved-in-space/#:~:text=The wireless power transfer was,Solar Power Project (SSPP).

[9]https://www.spacesolar.caltech.edu/timeline-1/

[10]https://spectrum.ieee.org/space-based-solar-power-2667878868#:~:text=The glamorous vision has inspired,floated but not yet funded

https://harvardtechnologyreview.com/2025/09/05/the-future-of-energy-unlocking-the-potential-of-space-based-solar-power/#:~:text=High Upfront Costs:  According to,components, further increasing the cost

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