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砥砺奋进的5年:中国航天重器探索世界

科普小知识2022-04-20 12:12:01
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人民日报海外版(第11版,2017年9月7日)

砥砺奋进的5年:中国航天重器探索世界

高芬三号收到的天津图片(2016年8月20日收到)。(新华社)

砥砺奋进的5年:中国航天重器探索世界

2016年12月10日,“墨子”量子科学实验卫星与阿里量子隐形传态实验平台建立了天地联系。新华社记者金

砥砺奋进的5年:中国航天重器探索世界

4月24日,在陕西省Xi市西北工业大学举办的“中国航天日”科普宣传周上,参观者被介绍到载人空间站模型。新华社记者刘晓

砥砺奋进的5年:中国航天重器探索世界

中国载人空间站。新华社记者王永卓

砥砺奋进的5年:中国航天重器探索世界

6月15日,在海南文昌航天发射场拍摄了长征七号运载火箭塔(左)和长征五号运载火箭塔。新华社记者杨冠宇摄

砥砺奋进的5年:中国航天重器探索世界

7月21日,孩子们在“天宫二号”模型中体验了虚拟现实技术的太空旅行。龙威摄(人民视觉)

多年来,大熊猫、青花瓷、中国功夫和戏曲曾一度成为外国人心目中中国的主要印象。最近一项针对20个国家年轻人的调查显示,在中国外国人眼中,高铁、网上购物、支付宝和自行车共享已经成为中国的“四大新发明”。

与上述已经进入人们日常生活的中国名片不同,中国的高科技研究成果近年来也取得了长足的进步。已经全面发射的载人空间站项目,被称为“天眼工程”的高得分卫星,以及回答了爱因斯坦“百年问题”的中国量子技术,不仅展示了中国智能建筑的强大实力,也成为中国走向世界的新名片。

中国在空间站筑巢

随着网上购物成为中国的“四大新发明”之一,“风雨中等你的快递员”快递兄弟已经融入到我们的日常生活中。然而,你见过把东西送到天上的快递兄弟吗?

4月27日,在393公里外的太空轨道上,天州一号和天宫二号成功完成了自动交会对接,为天宫二号进行了推进剂加注。“太空快车兄弟”天舟1号成功交付订单。这是中国自主研发的货船与太空实验室的首次交会对接,标志着中国稳步进入“空间站时代”。

空间站是一个长期在低地球轨道运行的载人宇宙飞船,许多宇航员可以长期工作和生活。20世纪70年代,苏联成功发射了世界上第一个空间站“礼炮一号”,开启了各国空间站建设的时代。自1992年中国实施载人航天“三步走”战略以来,中国空间站发展顺利。

天舟一号任务的成功完成,突破并验证了空间站货物运输和轨道推进剂补充等关键技术。这是中国载人航天工程“三步走”发展战略的第二步,吸引了许多外国媒体的称赞。德国新闻社将中国首艘货船的发射形容为“*”,指出中国已成为第四个拥有自己货船的国家,并朝着建设自己空间站的目标又迈出了一步。俄罗斯宇航科学院专家亚历山大·热列兹亚科夫(Alexander Zheleznyakov)在接受俄罗斯卫星网络采访时表示,天舟一号的成功发射是中国航天建设轨道空间站迈出的“巨大一步”,也是国际航天界的一件大事。"我们见证了另一个重要角色的崛起。"

中国第一人、中国载人航天工程办公室副主任杨利伟表示,中国载人空间站计划于2022年左右完成在轨组装并投入运行,以开展大规模空间科技实验。中国空间站的总体结构是三个舱,包括一个核心舱和两个实验舱。每个隔间为20吨级,整体配置为T型。核心舱有五个对接端口,可以对接一艘货船、两艘载人飞船和两个实验舱,还有一个出口舱,供宇航员离开舱。

为了加强国际合作,中国空间站还将向国际社会开放空间科学有效载荷实验资源。目前,中国与联合国签署了一项框架协议,其中包括外国宇航员乘坐中国载人飞船登上中国空间站的可能性。

探索宇宙是人类的共同理想。国际合作是空间探索的主流。中国作为空间大国,已经成为全球空间合作中不可忽视的重要力量。

高芬卫星中国的“天眼”看世界

现在,在甘肃,农民可以快速提取枸杞、红枣、硒沙瓜等农作物的信息,掌握种植情况。在江西,管理人员可以在不离开家的情况下管理鄱阳湖水资源和开发旅游资源。在*,工作人员不必在恶劣的环境下翻山越岭进行生态保护和资源勘探……所有这些都得益于高分数特殊项目的实施。

高分工程是中国国家中长期科学和技术发展规划(2002020)的16个重大科技项目之一。自2010年获得批准并实施以来,中国相继发射了一系列卫星,在广阔的天空中形成了中国的“高芬家庭”,被称为“天眼工程”。

高分一号卫星于2013年4月成功发射。它的全彩色分辨率是2米,斑马线和路上的汽车仍然不清楚。2014年8月发射的高分二号卫星将中国遥感卫星的空间分辨率带入了“阿米时代”。它的眼睛更锐利,甚至可以看到黄浦江上的浪花。高芬四号于2015年12月发射,是中国第一颗在地球同步轨道上的高分辨率光学成像卫星。这只“天眼”可以长时间“凝视”目标区域,还可以看到36000公里外的大型游轮。2016年8月发射的高芬3号是唯一的雷达卫星。这种“不怕云”的“眼睛”具有全天候成像能力。

“天眼”看着地球,“慧眼”知道九州。高分项目不仅是眼睛项目,也是创新项目和应用项目。

2016年3月,“高分应用集成信息服务共享平台”启动。截至2016年7月,高分卫星数据已被广泛用于18个行业和1800多个单位。今年4月,《2017年中国高芬卫星应用国家报告》发布,国防科技工业重大项目中心主任童旭东介绍了该报告。这标志着高芬卫星应用总体国家能力的初步形成。目前,高芬卫星与其他国内卫星的结合取代了国外卫星数据,使中国卫星数据自给率达到80%。

高分项目也已经出国了。应亚太空间组织的要求,中国国家航天局及时向巴基斯坦提供了该国地震灾区的图像数据。它还与埃及谈判建立一个中国-埃及联合地球观测数据和应用中心,以支持委内瑞拉地面站完成有效的接收测试,并促进中国的高分项目“走向全球”在世界各地“着陆”。可以预见,在未来,中国的“天眼”将会全面地看待世界。

墨子的量子革命中国引航

将近一百年前,物理学的两位先驱阿尔伯特·爱因斯坦和尼尔斯·玻尔对量子纠缠的存在产生了争议,留下了量子纠缠是否只是一种“幽灵般的远摄效应”这一量子力学难题。

一百年后,中国给出了答案。2017年6月16日,中国科学家团队率先利用墨子量子卫星成功实现了1000公里尺度的双向量子纠缠分布,回答了爱因斯坦的“百年问题”。

量子纠缠是指两个处于纠缠状态的量子可以像心灵感应一样同时改变状态,即使它们相距很远。由中国科技大学潘剑伟教授和他的同事彭承志组成的研究小组通过与青海德令哈站和云南丽江站的两个地面站建立光链路,以每秒1对的速度建立了地面上超过1200公里的两个站之间的量子纠缠。这证明了量子纠缠的存在,相关论文出现在美国《科学》杂志的封面上。

麻省理工学院的量子技术专家赛斯·劳埃德说,这项工作是纠缠分布技术的真正突破。美国波士顿大学的量子技术专家亚历山大·谢尔金科也说:“这是验证量子力学有效性的又一个决定性步骤。它的结果对现代量子物理学发展的影响怎么估计也不过分。”

随后,潘剑伟团队在世界上首次成功实现了卫星到地面的量子密钥分发和地面到卫星的量子隐形传态。到目前为止,刚刚服役一年多的墨子,作为中国自主研制的世界上第一颗量子科学实验卫星,已经成功完成了量子纠缠分布、密钥分布和隐形传态三大科学实验任务。

墨子的一系列成就震惊了世界。新世纪以来,各国增加了对量子科学的投资,美国发布了新的量子研究计划,欧盟和日本也在加紧研究。“第二次量子革命”竞争激烈。"世界上确实有一场量子科学竞赛."加拿大滑铁卢大学的量子技术专家Jennewein说,“但是中国团队已经克服了几个重大的科技挑战,清楚地证明了他们在量子通信领域处于世界领先地位。”

以量子卫星的最新实验结果为代表,中国一跃成为量子研究的前沿。“这标志着中国在量子通信领域的研究已经达到世界领先水平。”中国科学院院长白春礼说。

从2000多年前墨子和他的学生进行的针孔成像实验,验证了光沿直线传播的特性,到今天由墨子领导的“第二次量子革命”的一系列成就,量子科学领域有望成为中国对外的新名片,照耀世界。

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