“隔空充電”成真！中國“逐日工程”剛剛拿下世界級(jí)突破

昨晚，中國“逐日工程”傳來了一個(gè)大消息。

中國工程院段寶巖院士領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)，在空間太陽能電站和微波無線傳能領(lǐng)域，一次性突破了多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)，成果總體達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。

說得直白一點(diǎn)：

中國攻克了太空“無線充電”技術(shù)的世界級(jí)難題，未來將有能力在天上建一個(gè)超級(jí)“太空發(fā)電站”！

“隔空充電”從科幻走進(jìn)現(xiàn)實(shí)，究竟突破了什么？

很多朋友可能會(huì)疑惑，什么叫“太空無線充電站”？

這次段寶巖院士的“逐日工程”團(tuán)隊(duì)，到底把什么東西搞定了？

首先，團(tuán)隊(duì)自主研制了一套“一對(duì)多動(dòng)目標(biāo)微波無線傳能地面驗(yàn)證系統(tǒng)”。

通俗解釋，就是這個(gè)系統(tǒng)能同時(shí)給天上好多個(gè)移動(dòng)目標(biāo)精準(zhǔn)輸送能量。不再是一對(duì)一，而是一對(duì)多，這就解決了多目標(biāo)供電的精準(zhǔn)控制問題，未來有望同時(shí)給很多個(gè)飛行器供電。

“百米級(jí)、千瓦級(jí)”是什么水平？用數(shù)據(jù)說話

光說概念可能很虛，咱們還是得用數(shù)據(jù)說話。

這套系統(tǒng)測出來的數(shù)據(jù)相當(dāng)硬核：

在百米級(jí)的距離內(nèi)，直流到直流的傳輸效率達(dá)到20.8%，輸出功率是1180瓦。什么概念？一個(gè)普通微波爐才幾百瓦功率。

波束收集效率高達(dá)88.0%。這就意味著，發(fā)射出去的能量絕大部分都被收住了，幾乎沒怎么浪費(fèi)。

還有一個(gè)數(shù)據(jù)更牛：無人機(jī)微波無線傳能系統(tǒng)，在時(shí)速30公里、距離30米的條件下，能夠穩(wěn)定接收143瓦的功率

想想看，以后無人機(jī)沒電了，不用返航換電池，直接在空中就被“隔空續(xù)命”，無限續(xù)航。這在軍工和民用領(lǐng)域都有巨大的想象空間。

我們?yōu)槭裁匆ヌ焐辖娬荆?/strong>

可能有朋友覺得，在地面上鋪光伏板挺好的，干嘛費(fèi)這么大勁跑到天上去建電站？

這背后的邏輯，其實(shí)非常直白。

首先，天上看太陽，完全不受大氣和天氣影響。在地球靜止軌道上，一塊太陽能板接收到太陽輻射量，是地面的8到10倍，而且能實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷發(fā)電，完全不受黑夜和陰雨天影響。

其次，它就是為未來算力準(zhǔn)備的。現(xiàn)在的AI和算力中心都是電老虎，地面電網(wǎng)可能支撐不住未來“太空算力”的用電需求。未來算力要上天，太空光伏就是核心基礎(chǔ)設(shè)施。

再者，它能給天上的衛(wèi)星減負(fù)。傳統(tǒng)衛(wèi)星都得背兩塊巨大的太陽能帆板，又重又占地方。未來要是有了太空“充電站”，衛(wèi)星就可以扔掉笨重的帆板，換上小巧的天線，由“充電樁”在軌無線供電。

段寶巖院士的描述很簡單直接：建設(shè)空間太陽能電站，好比是在太空軌道上部署了一個(gè)“空間微波充電樁”。

不只是能源，更是整個(gè)先進(jìn)制造業(yè)的機(jī)會(huì)

如果你關(guān)注先進(jìn)制造業(yè)，那“逐日工程”絕不是一件和產(chǎn)業(yè)不相關(guān)的事。

它背后涉及的東西太多了：新的光伏電池材料、輕量化結(jié)構(gòu)、高精度柔性結(jié)構(gòu)在軌展開、微波發(fā)射接收天線集成……每一個(gè)環(huán)節(jié)都是高精尖制造業(yè)。

而且，太空光伏目前正處在“工程產(chǎn)品化”向“規(guī)模產(chǎn)業(yè)化”爬坡的關(guān)鍵階段。

這對(duì)中國先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)鏈來說，是一個(gè)巨大的機(jī)會(huì)。有證券公司分析指出，太空光伏是全產(chǎn)業(yè)鏈變革，上游的材料、中游的設(shè)備、下游的集成交付，每一個(gè)環(huán)節(jié)都有大量機(jī)會(huì)。

中國在太空能源競賽里，處于什么位置？

目前，全球主要科技強(qiáng)國都在爭奪這塊未來的能源高地。

美國馬斯克宣稱向太空部署AI衛(wèi)星能源網(wǎng)絡(luò)，日本也在準(zhǔn)備發(fā)射太空太陽能驗(yàn)證衛(wèi)星……但是，中國“逐日工程”這一步走得更穩(wěn)健、也更靠前。

進(jìn)度上來看，我們?cè)?014年就提出了“歐米伽”創(chuàng)新方案，2022年建成了全世界第一個(gè)全鏈路全系統(tǒng)地面驗(yàn)證系統(tǒng)。現(xiàn)在這套新方案（分布式歐米伽），比美國人的ALPHA方案發(fā)電能力還提升了24%。

專家組給出的評(píng)價(jià)也是實(shí)實(shí)在在的：成果國際領(lǐng)先，產(chǎn)業(yè)化和工程化前景廣闊。

除了發(fā)電，太空電站還能干啥？

如果你覺得它只能給衛(wèi)星供電或者發(fā)電傳回地球，那你的格局還得再打開一下。

段寶巖團(tuán)隊(duì)表示，這套“一對(duì)多動(dòng)目標(biāo)”微波無線傳能技術(shù)，未來有望為多個(gè)太空飛行器或地面移動(dòng)設(shè)備同時(shí)供電。

這一句話里面藏著很多應(yīng)用場景，比如：給月球基地遠(yuǎn)距離供電、給在軌服務(wù)飛行器補(bǔ)能、給偏遠(yuǎn)災(zāi)區(qū)應(yīng)急供電……可以說，它本身就是未來的“太空新基建”核心。

一些思考和討論

最后，我也想留幾個(gè)小問題，看看大家怎么看：

1. 設(shè)想一下，如果以后中國真的在距離地面3.6萬公里的同步軌道上，建起一座綿延千米的超級(jí)“太空發(fā)電站”，人類幾千年來對(duì)能源的“饑渴感”會(huì)徹底消失嗎？

2. “逐日工程”背后涉及到這么多高端裝備、新材料、衛(wèi)星制造領(lǐng)域，你覺得中國的制造業(yè)能接住這波“太空產(chǎn)業(yè)紅利”嗎？

3. 微波無線傳能技術(shù)一旦成熟，是否會(huì)有更多領(lǐng)域會(huì)徹底取消電池，進(jìn)入“永不失電”的時(shí)代？還有哪些你期待的應(yīng)用場景？

歡迎在評(píng)論區(qū)發(fā)表你的見解，我們一起探討。