近日,中国科研团队提出了空间太阳能(SSP)示范任务计划,该计划符合中国空间技术研究院(CAST)SSP发展路线图第一步要求,即于2026年至2030年间部署示范任务。

通讯作者侯新斌在接受《光伏》杂志采访时表示,此次任务的核心理念是通过一次有限任务验证几项最重要的技术,这些验证技术是后续任务的核心技术基础。由于这些技术属于颠覆性创新,在太空中进行验证将使SSP在技术上更具可行性。
空间太阳能(SSP)作为一种潜在的绿色能源生产方式,通过航天器收集太阳能,并借助无线电力传输(WPT)将能量传输回地球。在此次拟议任务中,微波电力传输(MPT)技术是核心,同时还将测试激光电力传输(LPT),高压薄膜太阳能电池阵列和聚光太阳能电池阵列也将接受检验。
此次任务的太阳能电池阵由一个10千瓦超轻薄膜太阳能电池阵构成,采用砷化镓(GaAs)太阳能电池,效率超30%。其面积为35平方米,包含三个部分:高压太阳能电池阵,将产生1千瓦/500伏电力用于演示;中压太阳能电池阵,产生约5千瓦/100伏电力,为主推进器(MPT)和低压推进器(LPT)有效载荷系统以及平台总线供电;伪太阳能电池阵,用于模拟太阳能电池板结构特性。此外,还使用了孔径直径为2.4米的聚光太阳能电池阵,使收集到的太阳能总量达到6.18千瓦。

MPT系统涵盖微波发射子系统、波束控制子系统和接收子系统。演示系统设计了2m x 2m的天线,工作频率为5.8 GHz,计划将约4 kW的微波功率传输到地球上接收子系统,传输距离为424至600公里。接收子系统由整流天线、波束方向测量系统和导频信号发射器组成。
LPT方面,已演示两种用例,即能量传输到地面和传输到尾随的航天器。LPT系统由激光子系统、激光发射和光束控制子系统以及接收子系统组成。根据任务目标,传输的激光功率将为1千瓦,太空传输距离为10公里至50公里,地面传输距离超过400公里,本次任务选用1064纳米光纤激光器。
侯新斌总结道,团队会在后续任务中继续开展跟踪研究,包括系统设计、关键技术研发等,同时也关注如何将这些创新技术运用到其他领域。
该任务方案发表在《空间太阳能与无线传输》期刊上,题为“高功率发电与无线传输示范任务——空间太阳能发展第一步方案”,由来自中国空间技术研究院、山东航天电子技术研究所、上海航天系统工程研究所、西安电子科技大学和重庆大学的科学家共同制定。













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