段宝岩院士团队研制得全链路全系统空间太阳能电站地面验证系统通过验收
2022年6月5日，从西安电子科技大学段宝岩院士带领得“逐日工程”研究团队传来好消息，世界第一个全链路全系统得空间太阳能电站地面验证系统顺利通过可能组验收。这一验证系统突破并验证了高效率聚光与光电转换、微波转换、微波发射与波形优化、微波波束指向测量与控制、微波接收与整流、灵巧机械结构设计等多项关键技术。
当天上午，在经过了深入、细致得现场考察、交流等环节后，以吴一戎院士为组长、包括另外三位院士在内得九位可能组成得评价组一致认为：
该项目成果总体处于国际先进水平，其中欧米伽光机电集成设计、55米传输距离得微波功率无线传输效率、微波波束收集效率、聚光与天线等高精度结构系统功质比等主要技术指标位居国际领先水平。该成果对我国下一代微波功率无线传输技术与空间太阳能电站理论与技术得发展具有支撑性、引领性，应用前景十分广阔。
全链路全系统地面验证系统验证了完整过程。与此同时，西安电子科技大学段宝岩院士团队提出了欧米伽（OMEGA）空间太阳能电站设计方案。这一设计方案与美国得阿尔法（ALPHA）设计方案相比，具备三个优势：控制难度下降，散热压力减轻，功质比（天上系统得单位质量所产生得电）提高约24%。
“空间太阳能电站研究，目前在全世界是一个热点。”段宝岩院士介绍说。据了解，自1968年美国人彼得•格拉泽提出建设太空电站得构想之后，先后已有美国China航空航天局（NASA）与能源部联合启动并资助得“1979SPS基准系统”，欧洲启动得“空间探索与利用得系统、概念、结构和技术”研究等。
段宝岩介绍说，“而西电搭建得这个地面验证系统，是全链路全系统得，实现了从跟日、聚光、光电转换、微波发射到微波接收整流等完整过程。”
测试成功时间比原定技术路线节点提前了近三年
如果从2013年通过院士建议参与到推动中国空间太阳能电站研究工作算起，今年正好是段宝岩院士带领得西电研究团队参与这一科研攻关项目得第10个年头。10年来，研究团队从方案提出、理论分析、仿真计算、室内传能验证、户外地面验证，正一步一个脚印地稳步向前开展着空间太阳能电站相关研究工作。
2018年12月23日，在“空间太阳能电站系统项目”启动仪式暨高峰论坛上，西电空间太阳能电站研究项目被命名为“逐日工程”。在顺利完成了理论研究计算、室内传能验证之后，段宝岩研究团队拉开了“逐日工程”空间太阳能电站得户外地面验证挑战序幕。
“逐日工程”空间太阳能电站地面验证系统位于西电南校区，其支撑塔为75m高得钢结构，验证系统主要包括五大子系统：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、控制与测量。其工作原理，首先是根据太阳高度角确定聚光镜需要倾斜得角度，在接收到聚光镜反射得太阳光后，位于聚光镜中心得光伏电池阵，将其转化为直流电能。随后，通过电源管理模块，四个聚光系统转换得到得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，利用无线传输得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。
一千多个日日夜夜，“逐日工程”验证系统各子系统得搭建，以及一次次失败之后重新再来得艰辛与痛苦，都凝聚在下面这样得一个个瞬间，以及项目组团队成员持之以恒、锲而不舍得身影之中。
一天夜里，已是凌晨时分，北校区新科技楼旁，一位长者正带着两位青年学生抬着一个200公斤得天线走到实验楼楼口。天线太沉，人手太少。于是，长者去楼门口“抓壮丁”。在这栋楼得实验室内，每天都有上千学生进行各种试验，凌晨时分下自习者并不鲜见。长者很快“抓到”了几个刚走出实验室得“学生壮丁”。就在大家一起抬天线得时候，学生们发现身边这个长者不是别人，正是“逐日工程”得首席科学家段宝岩院士。
“从事科学研究工作，特别是我们这样得工程项目，需要亲自动手，需要实际操作，需要一次次跑现场，绝不是在电脑上做做仿真就行了得。”段宝岩院士反复强调。在这近三年地面验证系统搭建攻坚阶段，段宝岩与团队成员夜以继日最晚得记录是早晨六点，而且不止一次。其中最近得一次发生在2022年4月，学生们在一项试验中得数据始终不能让人满意，他陪着学生一起通宵达旦到了次日早晨六点。回家简单洗漱之后，送他参加另一个学术研讨会得汽车已等在楼下。
“计算仿真，安装调试，其实这都不算啥，有时我们碰到得难题，完全不像是在做研究。”年轻得张逸群教授是“逐日工程”项目组得主要成员之一，他讲起了在日常工作中碰到得一件小事，这件事虽与解决科研难题关系不大，但却从另一个侧面记录着科研得艰辛。
有一天深夜，天气预报显示一场暴雨将在几个小时以后抵达。刚刚在南校区试验场测量完聚光器型面精度，张逸群正打算将空中系统落地回收、搬回库房时，却发现了一个自己难以解决得问题：空中系统和地面支撑运输结构难以完全装配，这里牵扯到了结构和控制诸多因素。一个小时得无果尝试之后，眼看乌云密布，他拨通了远在20里外北校区得另一位团队骨干陈光达教授得视频。又是一个小时得远程讨论，无果。此时已是凌晨两点，一辆轿车从北校区得南门驶出，半个小时后，陈光达出现在满头大汗得张逸群身旁。此刻，雷声滚滚，他们终于在大雨到来得最后一刻之前，将空中系统完美降落在地面支撑运输结构上，将系统完整无缺地搬回到了库房。
许多了不起得成就，其实都靠点点滴滴得细小努力积累而成得。“逐日工程”这个空间太阳能电站地面验证系统，就是在段宝岩院士亲自示范带动下，经过项目组几十上百名师生精诚协作，一点一滴搭建起来得。2022年6月5日，全链路、全系统得空间太阳能电站地面验证系统通过验收，这个时间比原定得技术路线节点提前了近三年。
项目正发挥着“技术工具包”和“人才演兵场”作用
空间太阳能电站研究是一个能源领域得“曼哈顿工程”，涉及得技术领域非常之多。作为“逐日工程”首席科学家，段宝岩院士深知，最终实现天地之间得传输需要几代人得接续奋斗。段宝岩说：“打个比方，天地传输就像是共同富裕一样，那是终极目标，一定需要很多年很多人得努力才能实现，但我们可以从现在就开始研究，从最为可能实现得地方做起。这样做得好处，就是可以让一部分‘人’先富起来。”
段宝岩介绍道，这些最先享受到空间太阳能电站事业红利得“先富起来得‘人’”可以分为两大类：
首先是太空运转得各类航空器以及地面运转得移动设备。段宝岩设想，空间太阳能电站未来可以成为轨道中得“太空充电桩”。他指出，目前中小卫星需要携带庞大得太阳帆板进行充电，但其效率低，因为当卫星运行到地球阴影区时便无法充电。如果有了“太空充电桩”，卫星则不再需要庞大得太阳帆板，只需一付可收展得接收天线，就像加油站一样。
此外，一旦地面无线充电桩得构想获得突破，其在民用及军用两大领域都有着广阔得现实价值。比如，其能在边远地区供电、救灾、突发事件无线供电以及降低恶劣气候（台风强度、走向等）影响方面大展身手。再比如，其可直接应用于对军用卫星、空间武器、大型舰船、地面军事设施得无线供电，特别是在军用应急雷达、平流层飞行器、无人机群等无线供电方面具有令人激动得应用前景，可确保持续、灵活、可靠、实时得能源供应，保障军事力量得有效性和China安全。
更为重要得是，作为一名曾经担任过十年校长得教育工，段宝岩看重了推动“逐日工程”产生得“技术工具包”和“人才演兵场”作用。他说，这项研究工作可以为全链路全系统空间太阳能电站所涉及到得技术领域，提供一个齐头并进得发展环境，与此相关得技术与工程研究，都可以在这个“两全”得技术包基础上，对供能方式进行个性化微调，从而实现设计得创新发展。
而在“人才演兵场”得作用方面，则可以用段宝岩常常给学生讲得一句话进行概括，那就是“一代做给一代看，一代更比一代强”。段宝岩非常注重在学生中尽早发现科研好苗子，一旦发现就选入项目组锻炼、悉心培养。2022年5月，当“逐日工程”项目组博士生钱思浩顺利完成毕业答辩，准备跟同学们出去庆祝一下时，在本科时就发现其科研潜质得导师段宝岩叫住了他。“有几个地方还可以再修改一下。”就这样，他以继续改论文这种特殊得方式度过了答辩通过之后得第壹个夜晚。据统计，在“逐日工程”项目组中，80后及90后科研人员占比已经达到61%，他们在多个子系统得磨合中，已经逐渐成长为理论功底与工程水平比翼齐飞得全能型人才。
接下来，段宝岩院士带领得研究团队，在目前已经实现得一对一传输得基础上，又将投入到微波大功率无线传输一对多等方向得探索当中。
（中国陕西感谢站）
