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卫星也要“隔空充电”?美太空军启动1千瓦级在轨无线供电技术研究

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 美国太空军正在研究一种新的在轨保障方式——让服务航天器不必完成机械电气连接,也能向另一颗卫星传输电能。

据SpaceNews 9月1日报道,美国Yank Technologies公司获得SpaceWERX一份小企业创新研究(SBIR)第一阶段合同,将评估航天器之间无线电力传输的可行性。这项研究瞄准未来在轨服务任务,希望降低传统插接式供电接口对高精度对准和机械对接的依赖。合同金额没有公开。

Yank Technologies当天发布的消息确认,该项目由美国太空军创新机构SpaceWERX支持,目标是为卫星等轨道资产建立无线供电能力。公司称,其方案基于谐振感应式无线电力传输技术,试图在两航天器相对位置和负载变化条件下保持有效供电。

不是“远距离向卫星发电”,而是取消最后一道电气插头

这项技术容易让人联想到从地面向太空发射高功率能量束,但Yank研究的并不是这种方案。

按照SpaceNews披露的技术路径,服务航天器与目标卫星仍需进入适合开展在轨服务的相对位置,随后通过电磁场把能量耦合至目标航天器上的无线接收装置。两者无需完成传统意义上的物理电气插接。

这一区别十分关键。

目前设想中的在轨维修、补给和加注任务,通常要求服务航天器完成交会与近距离操作,部分方案还需要机械捕获、接口对准甚至刚性对接。对于电能补给而言,一旦依赖插头式接口,就必须解决结构尺寸误差、姿态控制、机械锁紧和电气连接可靠性等问题。

无线传能希望省掉其中的“机械电气连接”环节。它不能取消交会与近距离操作,却有可能降低最终供电接口的复杂程度。

目标功率约1千瓦,但不是现役卫星“随到随充”

此次研究透露的另一个关键指标,是功率。

Yank Technologies计划把未来轨道系统的无线传输能力推进到约1千瓦。对于部分小型卫星平台、蓄电池补能、载荷供电或服务任务而言,这已经具有实际工程意义。

但它存在一个明显限制:接受充电的卫星必须预先安装兼容接收器。

也就是说,这项技术目前不能让一艘服务航天器飞到任何现役卫星附近后直接为其充电。只有未来从设计阶段就配置无线电力接收硬件和相应电源管理系统的航天器,才可能使用这种能力。SpaceNews也明确指出,没有配套接收设备的现有卫星并不适用。

因此,太空军此次研究的潜在价值之一,是探索能否形成一种面向未来卫星的标准化在轨电气服务接口

目前还没有在轨演示,10月先回答“能不能做”

技术成熟度同样需要准确把握。

Yank Technologies首席执行官乔希·扬克明确表示,该技术尚未在两艘在轨航天器之间完成演示。目前SpaceWERX合同主要开展技术分析和数据研究,以判断概念是否可行,相关第一阶段工作计划于今年10月完成。若结果符合预期,公司才可能申请后续合同,进一步向飞行验证推进。

因此,“美太空军开始给卫星无线充电”目前并不准确。更确切地说,美方正在对这种能力进行早期工程可行性论证

地面基础已经做到千瓦级,NASA也在测试

Yank并非从零开始研究大功率无线供电。

该公司此前已通过NASA项目开发面向月球机器人的无线供电系统。公司公开资料称,其技术已经在存在模拟月壤的条件下实现超过1千瓦、传输距离超过10厘米的无线充电,用于解决月尘环境下传统插接接口可靠性下降的问题。

SpaceNews还披露,Yank计划于今年10月向NASA交付一套6千瓦级系统,用于月面相关应用,并已使用月壤模拟物进行测试。 美国联邦合同数据也显示,NASA格伦研究中心此前向该公司授予项目,开发面向月球电力系统的双向6千瓦耐尘谐振连接技术。

月面与在轨环境差异很大,但这些项目至少说明,Yank正在围绕同一技术路线逐步向更高功率和更复杂航天环境扩展。

从“在轨加油”走向“能源补给”,空间物流链正在拓宽

此次项目更深层的背景,是美国太空军正在持续建设在轨服务、机动与物流(Servicing, Mobility and Logistics,SML)能力。

美国太空系统司令部今年公开表示,未来空间物流不仅要发展在轨加注和空间拖船,还要建立可重复的补给、维修和持续机动体系,以延长卫星寿命并减少作战行动的可预测性。

SpaceWERX此前启动的“Orbital Prime”项目,则把交会接近、捕获、维修、重新定位、加注乃至回收利用纳入在轨服务能力链。

从这一体系看,无线充电并不是一个孤立的“新奇技术”。如果它最终能够工程化,其位置更接近空间物流网络中的电能补给接口:推进剂解决航天器还能机动多久,电能补给则可能影响平台、载荷和储能系统还能工作多久。

这也是此次小额早期研究真正值得关注之处。美国太空军正在尝试把过去“卫星发射后自带多少资源就用多少”的封闭模式,逐渐转向推进剂、电能、维修和机动能力可在轨补充的开放式保障模式。

不过,距离真正形成“太空充电站”仍有很长距离。无线传输效率、热管理、电磁兼容、不同姿态下的耦合稳定性、接收器标准化以及近距离操作安全,都需要进一步验证。

眼下这份合同首先要回答的,仍是最基础的问题:在真实航天器尺度和轨道环境中,不插上“电源插头”,究竟能不能可靠地把1千瓦级电力送过去。


信息来源:SpaceNews,Sandra Erwin,2026年9月1日《Yank Technologies to study wireless satellite charging for Space Force》;Yank Technologies,2026年9月1日关于美国太空军在轨无线电力项目的公告;美国太空系统司令部(SSC)Servicing, Mobility and Logistics公开资料;SpaceWERX Orbital Prime项目资料;NASA SBIR/STTR及相关月面无线供电项目公开 信息。   

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来源:智研航天
电源电磁兼容航天电力储能机器人物流控制电气
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首次发布时间:2026-09-09
最近编辑:32分钟前
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