■葛昌纯

空间太阳能电站是指在地球同步轨道上建立的，将太阳能直接转化为电能、再通过微波或激光将能量传输到地面的电力系统。空间太阳能电站是国际上公认且极具可行性的从根本上解决人类能源危机的方案。

我国空间太阳能电站建设的紧迫性不断提升。虽然近年来我国已在关键技术研发方面取得重要进展，但与国际先进水平相比仍存在短板。

面对激烈的国际竞争，我国必须加快步伐。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、空间资源开发话语权被削弱的风险，甚至影响国家能源的长远安全。因此，亟须建立一套完善的国家战略体系，加速突破瓶颈，从而在未来能源布局中占据主动位置。

发展需求紧迫

我国空间太阳能电站建设具有紧迫性。太空中的太阳能强度是地面的10到15倍，可以提供连续稳定的清洁能源，空间太阳能电站作为一种可持续、稳定的清洁能源供应方式，能够有效缓解我国对传统化石能源的依赖，减少碳排放，助力实现碳达峰、碳中和目标。同时，空间太阳能电站的发展将带动航天、材料、能源等多个领域实现技术突破，提升我国在国际航天领域的竞争力。

2008年，我国空间太阳能电站研究正式被纳入国家先期研究规划。经过十几年的自主创新研究，我们已在一些关键领域取得了阶段性成果，不仅构建出完整的“材料-传输-控制”技术链，还在超轻光伏材料、热控材料、高效微波转换、在轨机器人装配、波束控制精度及接收场安全等技术上有所突破。

然而，当前进展仍低于预期。虽然一些指标上差距正在缩小，但在技术普及性和产学研结合上，我们还远不如发达国家。

与此同时，国际上空间太阳能电站的研究竞争日益激烈。美国已在2025年前开展关键技术空间验证，日本也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。美、日及欧洲一些国家和地区已在该领域投入了数十亿美元，并积极着手制定相关技术标准、布局产业链。

相比之下，我国在一些关键领域仍存在明显差距。例如，我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；我国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；我国关键材料的使用寿命与美、日相差逾50%，直接影响电站的长期运行效率和经济性。

现实瓶颈需突破

受限于我国在空间太阳能电站领域起步较晚，相关核心技术方面仍存在诸多瓶颈，需要加大攻关力度。

首先，在空间超大型结构建造方面，未来的商业级空间太阳能电站重量可能达到万吨级，远超我国目前最大航天器仅百吨级的规模。要在轨建造如此庞大的结构，必须加大力度研发碳化硅纤维增强复合材料、超轻结构材料、热防护材料等新型材料，以及自适应结构技术，以实现空间建造能力的突破。

同时，在大功率无线传输技术方面，空间太阳能电站要求微波或激光传输效率从目前不足50%提升至60%以上，并需提高波束控制精度与安全性，这同样依赖于关键材料与核心器件研发制备技术的突破。此前，西安电子科技大学成功构建了世界首个全链路地面验证系统，其微波传输效率与控制精度已达到国际先进水平，为该技术领域的发展提供了重要示范。

此外，太空碎片对空间太阳能电站的影响不容忽视。在推进空间太阳能发电的同时，必须高度重视太空碎片的监测、预警与防护，这是保障系统安全运行的重要前提。

除技术瓶颈外，我国在大规模应用中的技术集成与实际验证方面仍不成熟。对此，可采取“模块化”方式，先建设小型空间太阳能发电站，再逐步拼接为大型系统，这种方式更具灵活性，也更便于验证与推广。

国家力量是破局关键

我国计划在2030年前完成百万瓦级空间太阳能发电的实验验证，到2050年实现商业化运行。这一目标是稳妥且可行的。

然而，我国在空间太阳能发电领域的投入较为分散，缺乏统一规划和集中支持，主要依靠高校和科研单位自发推动。尽管这些单位充满热情，但终究难以支撑如此庞大、复杂的系统工程。相比之下，美国、日本和英国等通过国家级计划推进相关研究，投入动辄上亿美元。

因此，我认为，应建立起一套完善的国家战略体系，使国家从政策机制、资金投入和国际合作3个方面发挥主导作用。

首先，将空间太阳能电站及其关键技术研究纳入“十五五”国家重点研发计划，并成立跨部门协调机制，统筹技术路线和发展方向，避免资源分散、重复投入。

其次，在资金方面，前期应以财政资金为主，集中力量突破关键核心技术；待技术成熟度提高后，可引入“公共私营合作制”，吸引民营企业和商业航天公司参与，形成多元化的投入机制，提升工程落地的效率和可持续性。

最后，空间太阳能电站是全球共同关注的前沿方向，我国应加强国际合作，通过共建联合实验室等方式，分担研发风险，积极主动参与并推动太空能源相关标准的制定，提升国际话语权和技术主导权。

年轻一代肩负着实现我国迈向“航天强国”的使命，在工作中应打下扎实的专业基础和培养跨学科综合能力，同时注重实践能力的提升，积极参与实验验证和项目实践，积累丰富的工程经验。此外，空间太阳能电站的建设是一项长期而艰巨的任务，要有坚韧不拔的毅力和团队合作精神。

我们要弘扬“两弹一星”精神，以十年磨一剑的定力攻克关键技术，让中国空间太阳能电站闪耀在地球同步轨道的能源基地上。

（作者系中国科学院院士，本报见习记者蒲雅杰、记者高雅丽采访整理）