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杏彩体育:对话“逐日工程”段宝岩院士：搞科研不能功利化达到目
搜狐科技《思想大爆炸——对线期，对话中国工程院院士，电子机械工程专家，西安电子科技大学原校长段宝岩教授。
段宝岩长期从事电子机械工程的教学与科研工作，是交叉学科电子装备机电耦合技术中国第一人，成果应用于嫦娥探月工程、神舟飞船、主力战舰、深空探测、中国天眼等国家重大工程。
1.“逐日工程”希望如夸父逐日般勇于探索，攻坚克难，同时也暗喻着空间太阳能电站项目将造福人类。
2.空间太阳能电站未来不仅可以成为“太空充电桩”、可为飞艇、无人机充电，还能实现不停车充电，甚至能改变台风走向。
3.我国在空间太阳能电站方面的研究属于第一梯队，如果能第一个在世界上建成空间太阳能电站或空间能源网，离航天强国就更近一步。
4.科研工作者不同阶段要制定不同目标，目标达到了就“躺平”是不行的，我们一定要有信仰，信仰是长久的，是可以为之奋斗一生的！
踏进西安电子科技大学南校区的校门，3个75米高耸入云的钢结构支撑塔出现在搜狐科技的视野中，走进试验场，是4个像“大锅”一样的半球装置，置身在塔下有一种穿越到科幻电影中的幻觉。这一整套大科学装置，就是国之重器“逐日工程” ——全球首个全链路、全系统空间太阳能电站地面验证系统。
参观完“逐日工程”的试验场，搜狐科技紧接着拜访了“逐日工程”首席科学家段宝岩院士，听听他是如何带领团队一步一步走上“逐日”之路的。
初见段宝岩院士，他身着黑色西装手里拿着红色领带急匆匆地走进办公室，马上就放下公文包对着镜子系起了领带。一向低调的他很少出现在媒体上，对于这次访谈，段宝岩院士格外重视，把领带正了又正，然后热情地和每一位工作人员打招呼。
段宝岩的办公桌上堆满了厚厚的书籍和论文资料，排列整齐有序，桌后的书架被塞得满满当当，最醒目的位置上摆放着一张“逐日工程”的照片。
“逐日工程”的命名灵感源于中国古典文学，段宝岩团队当时讨论了很久，认为名字要兼具科技和文化美，“空间太阳能电站需要跟踪太阳直射方向以便最大程度吸收太阳能，夸父逐日正合适，我们便命名为‘逐日工程’，正如夸父逐日般勇于探索，攻坚克难，同时也暗喻着空间太阳能电站项目将造福人类。”
“逐日工程”主要由五个部分组成，包括欧米伽聚光与光电转换、电力传输与管理、射频发射天线、接收与整流天线以及控制与测量系统。
它的工作运转原理在于，那口“大锅”一样的半球聚光器接收太阳光并汇集，聚光器中心的光伏电池阵会将其转化为直流电能，然后通过电源管理模块，将四个聚光系统转换得到的电能汇聚到中间发射天线，经过振荡器和放大器等模块，电能被进一步转化为微波，以无线传输的形式发射到接收天线，最后，接收天线将微波整流再次转换成直流电，供给负载。
能源问题是一个全球挑战，马斯克就曾预言，由于AI和电动汽车的快速发展，全球很快将面临电力供应紧张的问题；英伟达创始人黄仁勋近日也公开发声“AI的尽头就是光伏和储能”。
无数科学家为寻找人类的终极能源而努力，向太阳要热量，是全球科学前沿发力的重点方向之一。在段宝岩看来，地面上有云有雨有黑夜，每平方米大概只能接收136瓦的太阳能，而太空没有黑夜，接收太阳能的能力是地面上的10倍，能够达到1360瓦，所以能量大大增加了。
“逐日工程”收集的太阳的能量，可以给飞艇、无人机充电，还可以在地面上建立智慧能源网，对岛礁、边远地区都十分有帮助，甚至通过空间照射还能改变台风走向。
“太空取电”除了解决地面人类的能源短缺问题，段宝岩表示，空间太阳能电站未来还可以成为轨道中的“太空充电桩”，给空间飞行器传输能量。
“现在许多卫星都需要太阳翼供能，还有像星上处理海量数据的算力中心、星上信息处理、空间攻防、超远程探索等，电力供给是瓶颈，比如低轨卫星绕地球一周，工作不到十分钟就没电了，所以这是个大事。”
年近70的段宝岩仍然精神矍铄地勤奋工作着，还在和学生一样跑试验场地。了解他的不少师生表示，段宝岩院士经常亲自操作、调试，为了尽快解决实验中的问题，时常通宵达旦、废寝忘食。
“段宝岩院士的工作态度和科研精神从上到下影响了我们所有人。”机电工程学院副院长段学超提起了一件往事，有一年春节前夕，实验室大部分人都放假了，人手不够抬不起200公斤的天线，段宝岩就一直等在实验室的门口抓“壮丁”，后来大家抬天线的时候才认出他来。
三千多个日夜的锲而不舍，让“逐日工程”提前竣工并通过专家验收。然而，工程验收后，段宝岩仍旧不能歇脚，还有很多事情需要他去推动。
“虽然现在验证系统建成了，但也要考虑到未来，要考虑发射器光机电热强耦合的事情，要考虑波束如何能够传输远、效率高。”
段宝岩坦言，波束收集效率目前仍是一个很大的难题，如何在高功率的同时达到高效率，这也是个难题，“我们尝试了很多方法，花了很久时间才解决。”
整流效率也十分重要，“一类是使用二极管，效率达标但功率上不去，另一类是使用回旋波整流器进行整流，效率也可以，功率也可以，但我们国家还没有突破。”段宝岩无奈地摇摇头。
谈及目前我国在空间太阳能电站方面的研究已经达到怎样的水平时，段宝岩自信地表示：“我觉得我们是属于第一梯队的。”
“空间太阳能电站最早是美国开始进行实验的，但一直没有提效率问题，日本追得很紧，也有公开的数据，他们55米直流到直流的传输效率是9.88%，波束收集的效率是66%，但不是全链路的，没有光电转换系统。”
相比之下，“逐日工程”增加了光电转换系统，跟日本的距离相当，不过和美国还有一定差距，器件、材料以及某些关键技术方面还需要突破。
值得一提的是，“逐日工程”—欧米伽全链路、全系统地面验证系统的建成，突破了光机电热强耦合机理、高功率微波发射与波形优化、高效热控、灵巧机械结构设计、微波波束指向与控制等9项关键技术。
该验证系统的建成，对下一步微波无线传能技术、空间太阳能电站理论与技术的发展，意义重大，具有支撑性、引领性。
“如果我们在世界上能够第一个建成空间太阳能电站或空间能源网，那我们离航天强国就更近一步了。”
无论是可控核聚变装置“人造太阳”还是“逐日工程”，段宝岩认为，这两种方式都能成为解决人类能源危机的终极出路。
“饮其流者怀其源，学其成时念吾师。”从英国利物浦大学完成博士后的研究后，段宝岩毅然决然地回到祖国，对于这一选择他轻描淡写：“母校对我是很好的，我们国家的实力也逐渐提升，国家需要我们建设这样一个基地，不然我们就要完全依附于其他国家。”
于是，回国后他马上投入到电子装备机电耦合技术的研究当中，这个专业在西电算是小学科，但没有机电耦合技术，许多事情做不了。段宝岩一心扑在机电耦合技术上，转眼便是几十年。
机电耦合要考虑电磁场、结构位移场和温度场的场耦合理论模型的建立，挖掘机械结构因素对电性能的影响机理。此外，不仅要求实现机械、电磁、热之间的自动数值分析与仿真，还要保证不同学科间信息传递的完备性、准确性与可靠性，而像天线、雷达、望远镜、导航、通讯等电子设备，都是机电紧密结合的系统，都需要保证电性能。
也正因此，神舟飞船、探月工程、主力战舰，一项又一项的国家重大工程都可以发现段宝岩的身影，其中最值得一提的莫过于FAST这一机电耦合理论与实践相结合的完美案例。
段宝岩回忆道：“我是1994年开始参与的，在南仁东台长的领导下进行一些具体工作，我提出了光机电一体化创新设计方案，就是在柔性的基础上取得高精度，用六根大跨度柔性索来替代刚性支撑，不仅使馈源舱及支撑系统的重量由万吨降到了30吨，且实现了毫米级的动态定位精度，‘逐日工程’旁边应该还可以看到FAST的50米口径缩比试验天线模型。”
此外，段宝岩和团队还提出了粗精两级调整的方案，即利用Stewart平台对馈源定位与指向进行二次调节，以确保馈源定位、指向精度达到毫米级、角秒级，让天眼的“眼珠”定位更精准。他们基于5米及50米口径的缩比验证模型，进行了相似性的研究，以便对实际装置性能进行预测，让天眼“看得稳”“看得远”“看得清”。
谈及目前我国高端电子装备的发展现状时，段宝岩指出：“我们这些年的发展是很快的，可以说和国外的差距越来越小，像雷达等许多技术方面的研究甚至领先他们，再比如我们的FAST，我们的鹊桥二号等等，都是领先的。”
除了在学术领域有所建树，担任了10年校长的他在学生培养方面也有着自己的心得。“大家都知道西电是理工科院校，我发现了这样几个问题，一是综合交叉能力不够，遇到问题不知道如何下手；二是许多学生不敢啃‘硬骨头；三就是基础训练不够，必须要把基础打牢。”段宝岩分享道。
他一直主张培养学生四种能力，一是思维能力，逻辑思维和形象思维能力；二是培养终身学习的能力，因为大学学习的知识是有限的，要找到“”而不只是“猎物”；三要培养学生的技艺能力，不要怕动手；最后就是要培养沟通能力，因为搞科研是需要团队协作的。
谈及现在青年科研工作者面临的困境时，段宝岩指出：“怕竞争是不行的，搞科研不是功利性的，不是短期就能取得成果的，是需要靠自己的兴趣不断探索，如果为了尽快拿到项目或者得奖，那就是有目标，没信仰。”
在他看来，不同阶段要制定不同的目标，“但目标达到了就‘躺平’那可就毁喽，我们一定要有信仰，信仰是长久的，是可以为之奋斗一生的！”返回搜狐，查看更多
