昨晚,中國“逐日工程”傳來了一個大消息。
中國工程院段寶巖院士領銜的團隊,在空間太陽能電站和微波無線傳能領域,一次性突破了多項關鍵核心技術,成果總體達到了國際領先水平。
說得直白一點:
中國攻克了太空“無線充電”技術的世界級難題,未來將有能力在天上建一個超級“太空發電站”!
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“隔空充電”從科幻走進現實,究竟突破了什么?
很多朋友可能會疑惑,什么叫“太空無線充電站”?
這次段寶巖院士的“逐日工程”團隊,到底把什么東西搞定了?
首先,團隊自主研制了一套“一對多動目標微波無線傳能地面驗證系統”。
通俗解釋,就是這個系統能同時給天上好多個移動目標精準輸送能量。不再是一對一,而是一對多,這就解決了多目標供電的精準控制問題,未來有望同時給很多個飛行器供電。
“百米級、千瓦級”是什么水平?用數據說話
光說概念可能很虛,咱們還是得用數據說話。
這套系統測出來的數據相當硬核:
在百米級的距離內,直流到直流的傳輸效率達到20.8%,輸出功率是1180瓦。什么概念?一個普通微波爐才幾百瓦功率。
波束收集效率高達88.0%。這就意味著,發射出去的能量絕大部分都被收住了,幾乎沒怎么浪費。
還有一個數據更牛:無人機微波無線傳能系統,在時速30公里、距離30米的條件下,能夠穩定接收143瓦的功率
想想看,以后無人機沒電了,不用返航換電池,直接在空中就被“隔空續命”,無限續航。這在軍工和民用領域都有巨大的想象空間。
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我們為什么要去天上建電站?
可能有朋友覺得,在地面上鋪光伏板挺好的,干嘛費這么大勁跑到天上去建電站?
這背后的邏輯,其實非常直白。
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,而且能實現24小時不間斷發電,完全不受黑夜和陰雨天影響。
其次,它就是為未來算力準備的。現在的AI和算力中心都是電老虎,地面電網可能支撐不住未來“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設施。
再者,它能給天上的衛星減負。傳統衛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:建設空間太陽能電站,好比是在太空軌道上部署了一個“空間微波充電樁”。
不只是能源,更是整個先進制造業的機會
如果你關注先進制造業,那“逐日工程”絕不是一件和產業不相關的事。
它背后涉及的東西太多了:新的光伏電池材料、輕量化結構、高精度柔性結構在軌展開、微波發射接收天線集成……每一個環節都是高精尖制造業。
而且,太空光伏目前正處在“工程產品化”向“規模產業化”爬坡的關鍵階段。
這對中國先進制造產業鏈來說,是一個巨大的機會。有證券公司分析指出,太空光伏是全產業鏈變革,上游的材料、中游的設備、下游的集成交付,每一個環節都有大量機會。
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衛星能源網絡,日本也在準備發射太空太陽能驗證衛星……但是,中國“逐日工程”這一步走得更穩健、也更靠前。
進度上來看,我們在2014年就提出了“歐米伽”創新方案,2022年建成了全世界第一個全鏈路全系統地面驗證系統。現在這套新方案(分布式歐米伽),比美國人的ALPHA方案發電能力還提升了24%。
專家組給出的評價也是實實在在的:成果國際領先,產業化和工程化前景廣闊。
除了發電,太空電站還能干啥?
如果你覺得它只能給衛星供電或者發電傳回地球,那你的格局還得再打開一下。
段寶巖團隊表示,這套“一對多動目標”微波無線傳能技術,未來有望為多個太空飛行器或地面移動設備同時供電。
這一句話里面藏著很多應用場景,比如:給月球基地遠距離供電、給在軌服務飛行器補能、給偏遠災區應急供電……可以說,它本身就是未來的“太空新基建”核心。
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一些思考和討論
最后,我也想留幾個小問題,看看大家怎么看:
設想一下,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“太空發電站”,人類幾千年來對能源的“饑渴感”會徹底消失嗎?
“逐日工程”背后涉及到這么多高端裝備、新材料、衛星制造領域,你覺得中國的制造業能接住這波“太空產業紅利”嗎?
微波無線傳能技術一旦成熟,是否會有更多領域會徹底取消電池,進入“永不失電”的時代?還有哪些你期待的應用場景?
歡迎在評論區發表你的見解,我們一起探討。
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