首都,航天城。
空间能源与动力尖端技术实验室(代号“天宫之心”)深藏在一片肃穆的科研园区内。这里没有南理工校园的烟火气,空气中弥漫着精密仪器特有的冷冽气息和一种不言自威的使命感。安妮报到时,接待她的是一位神情严肃的中年女性,实验室副主任,陈薇。
“安妮博士,欢迎加入‘天宫之心’。”陈薇的声音干脆利落,带着审视的目光扫过安妮的简历,尤其在“星尘计划”和“揽月计划”的条目上停留片刻。
“王教授极力推荐你,说你是块硬骨头。我们这里,不缺聪明人,缺的是能啃下真正硬骨头的工程师。你的工位在A区3组,这是你的权限卡和保密手册。三个小时,熟记保密条例。下午两点,B3会议室,‘天梯之光’能源组第一次全体会议,不得迟到。”
没有寒暄,只有高效直接的指令。安妮接过沉甸甸的保密手册和那张象征着进入核心领域的门禁卡,感受到了与学院截然不同的氛围。这里的一切都围绕着国家任务高速运转,容不得半点懈怠。
下午的会议室座无虚席。除了陈薇副主任,还有几位头发花白、眼神锐利的老专家,以及一群看起来同样年轻却气质沉稳的工程师。会议主题直指“天梯之光”能源系统的核心难点:如何在地球同步轨道构建一个吉瓦(GW)级、超高效率、极端可靠且具备智能自治能力的分布式能源网络。
讨论异常激烈。老专家们提出的要求近乎“科幻”:能量传输效率需突破99%瓶颈;单个能源模块功率密度需达到现有极限的十倍;系统需在遭遇空间碎片撞击、高能粒子风暴等灾难**件时,具备分钟级自主重构能力……
“现有的硅基IGBT和SiC MOSFET,在同步轨道的辐射环境和散热限制下,功率密度和寿命都达不到要求!”一位负责器件的工程师皱眉道。
“分布式架构的能源调度和协同控制,目前没有任何成熟算法能应对如此复杂的拓扑变化和毫秒级响应需求!”负责控制算法的博士也面露难色。
“还有材料!超导传输线在空间极端温差下的稳定性、抗辐射能力,都是巨大挑战!”材料专家补充。
会议室陷入短暂的沉默。难题如同无形的壁垒,横亘在通往星辰的道路上。安妮安静地听着,大脑飞速运转,将每一个难点与自己博士课题的初步构想进行映射和碰撞。
“安妮博士,”陈薇忽然点名,“你在南理工曾提到了基于GaN HEMT(高电子迁移率晶体管)的下一代器件和智能体(Agent)协同控制。结合你在这里听到的难点,有什么更具体的想法?不要怕说错。”
所有人的目光聚焦过来。安妮深吸一口气,站起身,走到会议室前方的电子白板前。她没有急于回答具体技术,而是画了一个简单的坐标轴。
“各位老师,各位同仁,”她的声音清晰稳定,“我认为,突破的核心在于两点:器件极限的再突破与系统智能的再进化,两者必须协同设计(Co-design)。”
她指向纵轴(功率密度/效率),
“GaN HEMT是我们的基础,但现有的商用器件抗辐射能力不足,高频开关下的损耗和EMI(电磁干扰)仍是瓶颈。我们需要联合国内顶尖的材料和器件所,攻关辐射加固型垂直沟道GaN器件(VC-GaN),目标是开关频率突破MHz级,单芯片通流能力提升三倍,并集成片上温度、辐射剂量实时监测传感器。”她快速勾勒出一个多层器件结构示意图。
接着,她指向横轴(系统可靠性/智能),
“面对同步轨道的复杂性和灾难性故障,传统的集中式或分层控制必然失效。我提议采用去中心化的智能体集群架构。每个能源节点是一个具备高度自治能力的智能体(Energy Agent),内置轻量化AI引擎,不仅管理本地能源转换,更能实时感知环境(辐射、碎片、温度)、评估自身及邻居健康状态、并通过预设的‘能源博弈规则’进行毫秒级的自主决策,比如在局部受损时,动态调整输出功率,或通过邻近节点进行能量接力(Energy Relay)。整个网络形成一张具有自组织、自修复能力的能源‘神经网络’。”
她调出自己初步的仿真模型动画进行演示,“当模拟一个节点被‘空间碎片’摧毁时,周围几个智能体迅速调整能量流,通过动态重构的虚拟路径绕过故障点,维持了主干能源通道的稳定。”
“当然,”安妮补充道,“这需要具有冗余通路的功率路由矩阵的底层硬件,和基于多智能体强化学习协同策略的顶级算法,进行深度协同设计。挑战巨大,但或许是唯一可行的路径。”
会议室里一片寂静。老专家们交换着眼神,有人点头,有人沉思。陈薇副主任的嘴角微微上扬了一下,虽然很快恢复严肃:“思路很大胆。VC-GaN器件和智能体集群,确实是前沿方向。但这意味着我们需要在器件物理、集成电路设计、分布式AI控制等多个领域同时进行高风险攻关。安妮博士,你愿意牵头负责这个‘协同设计’框架的初步可行性论证吗?时间,三个月。资源,我会尽力协调。”
“我愿意!”安妮的回答没有丝毫犹豫,眼中闪烁着挑战的火焰。
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