楊璐茜 祁首冰 侯欣賓

（1北京空間科技信息研究所，2 錢學森空間技術實驗室）

王希季院士

2021年，是中國共產黨成立100周年。百年征程波瀾壯闊，百年初心歷久彌堅。

有這樣一位老人，他與中國共產黨同齡。他，就是“兩彈一星”功勛獎章獲得者、中國科學院院士、國際宇航科學院院士——王希季。2021年7月26日，將迎來他的100歲生日。

王希季院士是我國空間技術專家，空間事業(yè)的創(chuàng)始者和組織者之一；他主持研制了我國第一枚液體燃料探空火箭，并發(fā)射成功；他提出了我國第一枚運載火箭“長征一號”的技術方案，并負責研制，最終成功將中國首顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”送上太空；他負責完成了我國第一顆返回式衛(wèi)星的技術設計，并首發(fā)成功，使中國成為世界上迄今為止僅有的三個掌握返回式衛(wèi)星技術的國家之一。他更是我國空間太陽能電站研究的奠基者和開拓者，提出發(fā)展空間太陽能發(fā)電站是解決中國能源問題的根本出路。

空間太陽能電站是指在空間將太陽能轉化為電能，再通過微波或激光等方式將能量傳輸?shù)降孛娴碾娏ο到y(tǒng)。1968年，美國的彼得·格拉賽（Peter Glaser）博士首次提出發(fā)展空間太陽能電站的具體構想。作為一個頗具前景的能夠提供新能源的巨大空間系統(tǒng)，其對空間技術的帶動作用對于各主要航天國家具有很大的吸引力，得到了各國的長期關注和研究。

20世紀，空間太陽能電站的研究重心主要在美國和日本。美國在20世紀70年代末和90年代末曾組織開展了兩次較大規(guī)模的研究工作。近年來，以美國空軍研究實驗室（AFRL）和諾格公司（Northrop Grumman）等為主的軍事部門加大了在此領域的研發(fā)力度，將投資1億美元，在2025年前開展關鍵技術空間驗證。日本從20世紀80年代起開展了持續(xù)的研究工作，特別是在無線能量傳輸技術方面處于世界領先地位。2018年，韓國也啟動了空間太陽能電站領域的研究項目，并提出初步的發(fā)展計劃。目前，英國政府也正在評估空間太陽能電站發(fā)展的可行性。中國自20世紀末在王希季院士的倡導和引領下，開展空間太陽能電站方案及技術研究，在系統(tǒng)方案和部分關鍵技術方面取得重要進展，成為國際關注的重點。

“上書”發(fā)改委，中國空間太陽能電站計劃亮相

王希季院士早在多年前就提出空間資源利用問題，把發(fā)展空間太陽能利用作為一條解決能源短缺問題的出路。他曾說：“研究空間太陽能利用涉及到全世界能源的根本問題。直到現(xiàn)在，全世界還沒有找到數(shù)量足夠多、質量又足夠好的可再生新能源來替代石化能源。水能量有限，全都用上也只能解決總能量需求的百分之十幾；風和地面太陽能發(fā)電很不穩(wěn)定，有風、有陽光則有電，無風、無陽光則無電，風大、光強發(fā)電多，風小、光弱發(fā)電少。要穩(wěn)定風能，地面太陽能發(fā)電需要解決很多環(huán)節(jié)的技術問題，儲能設備是一條出路，但又涉及到儲能設備的研制和建設費用、占據(jù)面積等很多問題。盡管目前我國對風能、地面太陽能利用給予補助，但是這種傾斜政策只是短時間的，不可能持久下去，因此從根本上解決能源危機的有效途徑就是要研發(fā)和建設空間太陽能電站?！?/p>

2006年8月1日，中國空間技術研究院組織進行了“空間太陽能電站發(fā)展必要性及概念研究”研討會，建議開展“空間太陽能電站概念及我國發(fā)展思路的研究”，重點研究我國是否需要發(fā)展空間太陽能電站。3年后的2019年8月12日，一場“航天發(fā)展論壇”在中國空間技術研究院召開，王希季院士提議會議以“建設中國的空間太陽能電站”為主題，并親自指導完成了《建設中國的空間太陽能電站》報告，認為中國具有發(fā)展空間太陽能電站的良好條件。

2010年8月，首屆空間太陽能電站發(fā)展技術研討會在北京召開，王希季院士擔任大會主席。會議圍繞國際空間太陽能電站發(fā)展現(xiàn)狀與概念分析、空間太陽能電站應用及需求分析、大型航天器總體技術、無線能量傳輸技術和空間大功率太陽能發(fā)電技術進行研討與交流。舉行空間太陽能電站發(fā)展技術全國范圍內的研討會，在我國還是第一次。

2011年，王希季院士負責的中國科學院學部咨詢評議項目——《空間太陽能電站技術發(fā)展預測和對策研究》結題完成。該項目建議國家發(fā)改委盡快抓總空間太陽能電站的論證和頂層設計，指出建設空間太陽能電站是巨大的工程，電站的規(guī)模、能源的產地和無線電能傳輸方式都前所未有，可能會引發(fā)新的技術革命和產業(yè)革命；誰引領空間能源的開發(fā)利用，引領航天事業(yè)，就可能引領全球。項目以明確的發(fā)展目標和指導思想，提出了發(fā)展路線圖和工程初始方案論證。中國的空間太陽能電站計劃首次亮相。

指導規(guī)劃論證，中國空間太陽能電站建設藍圖初現(xiàn)

作為開發(fā)利用空間資源的重要手段，空間太陽能電站主要包括三大部分：太陽能發(fā)電裝置、能量轉換和發(fā)射裝置，以及地面接收和轉換裝置。發(fā)展空間太陽能電站，可為地面提供商業(yè)化的、大規(guī)模的電力供給，解決人類長期對于穩(wěn)定的可再生能源的需求問題。同時空間太陽能電站在偏遠地區(qū)供電、緊急供電、航天器供電和調節(jié)環(huán)境等方面具有重要的應用前景。同時，空間太陽能電站的發(fā)展也將為更為長遠的月球太陽能電站的發(fā)展奠定基礎。

王希季院士表示，利用空間太陽能解決我國及世界未來的能源問題，是符合科學發(fā)展觀的明智之舉。

2014年5月，王希季院士發(fā)起并作為會議執(zhí)行主席參加以“空間太陽能電站發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)”為主題的第499次香山會議。會議圍繞空間太陽能電站發(fā)展的關鍵技術、高功率能量轉換與傳輸中的科學與技術問題、空間太陽能電站發(fā)展的環(huán)境與政策分析等議題，對我國開展空間太陽能電站研究的必要性、可行性及技術路線和政策進行了充分研討，并提出了具體意見。會議指出，空間太陽能電站面臨的技術挑戰(zhàn)使其對多個領域的基礎研究和新技術開發(fā)具有巨大的牽引和帶動作用；應適時啟動重大研究專項，通過持續(xù)有序的研發(fā)，力爭取得重要的技術突破；建議在國家層面組織成立一個長期的論證組，不斷優(yōu)化發(fā)展路線，積極推動該領域的發(fā)展；要探索新型商業(yè)模式和創(chuàng)新的投資機制，積極參加相關國際交流，爭取我國在該領域的國際地位。

也正是在這一年，國家層面組織專家開展了“空間太陽能電站發(fā)展規(guī)劃及關鍵技術體系”論證工作。王希季院士作為高級顧問，指導撰寫了一系列論證報告，提出我國空間太陽能電站發(fā)展規(guī)劃建議：中期目標是在2030年左右建設兆瓦級空間太陽能試驗電站，實現(xiàn)應急供電并開展科學研究；遠期目標是在2050年前具備建設百萬千瓦級商業(yè)化空間太陽能電站的能力，滿足國家可持續(xù)發(fā)展對能源安全的戰(zhàn)略需求。

王希季院士（左四）出席第二屆全國空間太陽能電站發(fā)展技術研討會

研討會上，王希季院士（右一）與孫家棟院士親切交流

規(guī)劃之筆“落地生花”，中國空間太陽能電站發(fā)展迎來“里程碑”

空間太陽能電站是具有前瞻性、創(chuàng)新性、帶動性的重大航天工程，空間太陽能電站領域的需求能牽引重型火箭等眾多領域的發(fā)展，空間太陽能電站領域的技術突破能帶動許多其他領域的技術突破。

2017年，“第二屆全國空間太陽能電站發(fā)展技術研討會”在北京召開，王希季院士為大會名譽主席。會上，他與孫家棟、張履謙、楊士中、葛昌純、龍樂豪、范本堯、段寶巖、劉吉臻、張廣軍等10余位院士以及200余位會議代表，深入交流了我國空間太陽能電站發(fā)展規(guī)劃、系統(tǒng)方案和關鍵技術的研究進展。

2018年5月，在對國際空間太陽能電站50周年會議的賀詞中，這位年屆9旬的老人表達了對空間太陽能電站發(fā)展的美好憧憬：“空間太陽能電站作為一個革命性的領域將為人類社會美好生態(tài)環(huán)境的建設和能源的可持續(xù)發(fā)展帶來福音。希望通過廣泛的國際交流和合作共同推進這一領域的技術發(fā)展，及早實現(xiàn)空間太陽能發(fā)展這一人類共同的夢想。”

2020年9月，王希季院士倡導成立的“中國宇航學會空間太陽能電站專業(yè)委員會”（以下簡稱“專委會”）正式獲批，并于2021年3月正式成立。王希季院士受聘為專委會終身顧問。這是中國空間太陽能電站發(fā)展征程中的一座新的里程碑，專委會為廣大科技工作者提供專門的交流平臺，共同聚焦空間太陽能電站技術發(fā)展與應用前沿，搭建發(fā)布技術進展的有效窗口和專業(yè)人才成長基地，為我國航天強國建設和航天事業(yè)的發(fā)展作出貢獻。

矢志不渝謀發(fā)展，中國空間太陽能電站發(fā)展蒸蒸日上

“千里之行，始于足下?！睆陌l(fā)起倡議到論證規(guī)劃，王希季院士充分認識到利用太陽能是可持續(xù)發(fā)展，是解決全球能源危機和氣候變化的可行的重要途徑，認清建設空間太陽能電站任務的艱巨，始終一步步、有序高效地推動著中國空間太陽能電站的研發(fā)。中國空間技術研究院、上海航天技術研究院、西安電子科技大學、重慶大學、四川大學、哈爾濱工業(yè)大學、北京理工大學等科研院校和機構，針對空間太陽能電站總體、結構、控制、微波能量傳輸、激光能量傳輸?shù)认嚓P技術進行了研究，提出了幾種獨特的空間太陽能電站總體方案，在無線能量傳輸技術方面也接近國際先進水平。我國在空間太陽能電站研究方面初步實現(xiàn)了從“跟跑”到“并跑”的轉變，成為國際上推動空間太陽能電站發(fā)展的重要力量。

2020年，中國第一部空間太陽能電站領域的著作《空間太陽能電站概論》正式出版。王希季院士在序言中對中國空間太陽能電站發(fā)展寄予厚望：“我國空間太陽能電站的研究工作經(jīng)過十年多的發(fā)展，在系統(tǒng)方案和部分關鍵技術研究方面取得了重要的進展，我國專家也提出了空間太陽能電站的發(fā)展規(guī)劃與分階段實施路線圖建議。中國正在成為推動國際空間太陽能電站發(fā)展的核心力量。我國科研人員應當抓住機遇、面對挑戰(zhàn)、加快研發(fā)，推動中國成為第一個建設空間太陽能電站的國家，為我國的航天強國建設貢獻力量?！?/p>