作为一个非常敢想的航天人，虽然很早就听过在空间太阳能电站这个概念，但是有一天偶然看到很多国家都煞有介事地开展了概念设计，完成了系统迭代和可行性分析，我的心情一下子觉得自己可shallow啦。每每有业外的朋友和我聊这个，我还总会很严肃地告诉对方：这个绝对只是幻想，既不靠谱也没什么意思。所谓知耻而后勇，今天就借这个机会和大家聊聊在太空中造电站这件事。
话说1968年，格雷泽博士提出了“空间太阳能电站”这个概念，简单地讲就是在太空中构建巨大的太阳能收集系统，将太阳能转化为电能再通过无线能量传输，为地面输送大量洁净稳定的能源。
空间能量获取
想出这个点子应该是很自然的，就像我也能想到只要找出人类衰老的基因，然后想办法控制它，就可以延长我们的寿命甚至获得永生一样。这种点子的特点就是需求非常明确，解决的途径也非常的清晰，关键的问题就是——做不到啊！太难了。
尽管难，但是对空间电站项目从没停止过投入和研究，其动因就在于其前景真的很诱人。空间获取太阳能有得天独厚的优势。首先，在空间尤其是地球同步轨道这样的高轨道，日照的时间是非常长的，基本没什么夜晚，闭着眼睛电能都起码是地面的两倍。然后呢，还没有大气，所以一来不怕大气对阳光的损耗，二来没有阴天下雨，也没有雾霾，可以持续不断地产生电能，这真是太美好啦！
这个时候，如果哲学再学的好点就很重要啦。天底下哪里有这样的好事情，如此美好的背后肯定有坑的。而且坑还不少呢！
第一个大坑，要产生出足够多的电量就需要在空间建造一个非常巨大的系统，这玩意儿在短时间内根本就造不出来。这个系统比现有在轨的卫星起码要大3-4个数量级，意味着这个电站将无比庞大，因为它需要足够大的太阳能采集系统去收集太阳光，所以他的尺寸起码也是公里量级。现在最大的卫星倒是已经有一两百米的天线了，可是要造出公里以上的太阳电池，整列还要随着太阳光的方向而变化，这个技术就是走在航天最前列的美国也做不到啊。
然而人家可还真不简单，提出概念之后，楞是不断地做方案，不断地推翻，不断地改进，迭代了一轮又一轮。一直到1999年空间太阳能电源探索研究和技术计划（SERT），继承了之前的研究成果，提出了集成对称聚光系统，并开展了子系统设计与可行性分析。一下子弄得有模有样，搞得跟真的似的。
SERT系统采用汇聚的手段，通过两侧的大型的薄膜聚光系统汇聚太阳光，汇聚系统有控制机构，可以不断地指向太阳，而后将太阳光汇聚到转换系统产生电能，再将电能转化为微波传输到地面。
还有就是太阳帆塔项目（Suntower），该项目也很有想象力，系统采用重力梯度稳定，使得系统垂直于地面，由分立的单元进行太阳光汇聚与产能，再通过底端进行对地的能量传输。这样的优点是可以慢慢部署、慢慢升级，问题是由于不能调整姿态，所以不能一直瞄向太阳，无法做到持续稳定地提供电能。
无线能量传输
空间系统建成后，获取的电能要传输到地面，就需要能量无线传输技术。如今提出的主要有两种技术方式，一种是微波传输，一种是激光传输。
无线微波传输的理论早已有之。微波传输还是很有优势的，首先是不受天气影响，可以全天候地向地面传输能量。其次，和激光比起来转化效率也很高。然而问题也不少，传输距离有限，当前实验还是在很短的距离上实现无线传输，要实现从几万公里外进行高效率传输，要突破的技术还非常地多，而且微波传输的天线一定小不了。那么，又是大太阳阵列，又是大微波天线，这系统就没法造了。
激光无线传输系统有很多自己的优点。首先，其发射装置可以很小，这样工程好实现。但是“坑”也不少。因为激光是光，所以有云了就不能传输，地面雾霾太大恐怕也有问题，而且现在的转化效率很低，例如20%的转化效率，意味着80%的能量都变成了热能，作为需要传输GW级别的系统，我觉得这是开机就要烧了的节奏。
当然，其他很多国家也都提出了各式各样的设想和计划，然而离实现，哪怕只是实现一个初步的演示系统都很有难度。
梦想还是要的
这个时候，我们又要把哲学搬出来了。哲学会告诉你，有这么多坑应该要兴奋才对啊，这说明后面有太多的技术机会，而且那么诱人的前景，随随便便也能牵引出一个个技术体系。
其实我们完全可以脑洞大开，未来这个太阳能电站还真不一定就是用来给地面供电的。
我觉得最起码在很多领域就非常有价值，例如建设同步轨道或者更远的空间港口，这些必须要巨大的太阳能采集系统，如今把什么3D打印在轨制造放到这个系统里练一练，未来高太空工厂什么的也不是梦啊。
第二，真不用给地面充电，但可以给这些航天器充电啊。这样一来，这些航天器都不要装什么帆板了，也不用装什么SADA，又贵又容易坏。很多复杂的卫星一下子就简单了许多。
而且，我觉得人类在拓展空间的过程中也可以一边发展一边造电站，接力传输，为每一步空间殖民提供杠杠滴能源保障！
所以最后来句俗的，梦想还是要有的，实现不了这个，难说实现个更好的呢！