2020行至歲末,回顧這一年似乎走的有些坎坷,科技界卻頻頻展現高光時刻。
北鬥、天問、嫦娥、九章,這些存在著古人想象和探索的圖景,在今天成為被創造的奇蹟。
當第一束科技之光照亮,萬千夢想也開始寫進現實。
探索的腳步不曾停下,也不會停下,2020年這些“科技名場面”你還記得嗎?
“
你的眼睛能看多遠?
——137億光年
”
“中國天眼”通過國家驗收正式開放運行
2020年1月11日,我國自主研發設計的500米口徑球面射電望遠鏡通過國家驗收,正式投入使用,它被中國人親切地稱為“中國天眼”。
1994年,在我國天文學家南仁東的倡議下正式立項,歷時22年建成。
中國天眼
“中國天眼”是全球最大的單口徑射電望遠鏡,球面寬度為500米,一舉刷新了美國阿雷西博天文臺保持的350米紀錄。
據國際專家評估,“中國天眼”的綜合性能是美國阿雷西博天文望遠鏡的10倍,最遠能接收137億光年外的電磁信號,甚至還能搜尋到銀河系中可能存在的外星人信號。
“中國天眼”建成後在研究射電天文學、大氣科學、雷達天文學等方面有十分積極的意義。
無人機拍攝的“中國天眼”全景
2020年12月,曾經是全球最大的阿雷西博天文臺一夜之間坍塌,望遠鏡反射盤遭到破壞,美國國家科學基金會宣佈,該望遠鏡將被關閉。至此,全球有能力將測控區間由地球同步軌道延伸至太陽系的天文臺,只剩“中國天眼”。
“
復移小凳扶窗立
教識中天北鬥星
”
自古以來,北鬥七星就被賦予了司南功能,用以指引方向、分辨四季、標定時刻,中國人對北鬥有著熟悉而親切的認知。
如今,仰望星空,由數十顆人造衛星組成的新的北鬥“星座”更加璀璨。
北鬥三號全球衛星導航系統建成
2020年6月23日,我國在西昌衛星發射中心用長徵三號乙運載火箭,成功發射北鬥系統第五十五顆導航衛星,暨北鬥三號最後一顆全球組網衛星,至此北鬥全球衛星導航系統星座部署全面完成。我國也成為繼美國、俄羅斯、歐盟之後第四個自主研發全球導航系統的國家。
北鬥三號全球組網
其實,自20世紀80年代開始我國就在探索建立北鬥導航系統,整個戰略計劃分“三步走”,即到2000年底,建成北鬥一號系統,向中國提供服務;2012年底,建成北鬥二號系統,向亞太地區提供服務;2020年底,建成北鬥三號系統,向全球提供服務。
如今,北鬥三號可謂提前半年完成任務,也讓國人強烈感受到將夢想照進現實的偉力,深深感佩於為實現夢想而追求卓越的執著。
其實在今年疫情期間,火神山、雷神山醫院的建設,精準測繪等任務就由中國北鬥來擔任。夏季汛情期間,中國北鬥同樣發揮了作用。
北鬥
說道“中國北鬥”的建設,離不開孫家棟院士等幾代北鬥人的努力。作為北鬥衛星導航系統工程首任總設計師,北鬥衛星導航系統工程高級顧問,中國科學院院士,孫家棟帶領北鬥團隊踐行著北鬥人“不忘初心,踐行使命,砥礪前行”的熠熠精神,相繼建成北鬥一號、北鬥二號系統、完成北鬥三號系統立項論證、啟動前期工程實施。
耄耋之年,心繫北鬥,航天赤子,愛國情長!
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屈原天問始發出
今人攬星上九天
”
兩千多年前屈夫子向天發出豪邁長問,探索的基因也從那時被敲醒。
鬥轉星移,求索精神已根植血脈,如今攬星銀河,真正跨出天問一步。
“天問一號”探測器成功發射
2020年恰逢火星發射窗口期,7月23日,中國火星探測器天問一號成功發射,由長徵五號運載火箭直接送入地火轉移軌道,飛行期間已成功完成地月合影獲取、三次軌道中途修正、載荷自檢等工作。
“天問一號”探測器視覺圖
截至12月14日,探測器離家144天,飛行達3.6億公裡,距地球超1億公裡,距離火星約1200萬公裡,飛行狀態良好。
在太陽系裡,八大行星以太陽為核心公轉,形成了八個環形軌道,其中地球位於“三環”,火星則在“四環”運行。要想衝出地球抵達火星,從“三環”跨越到“四環”,需要長途跋涉10個多月,直線距離突破4億公裡的旅程。要經歷發射入軌段、地火轉移段、火星捕獲段、火星停泊段以及離軌著陸段等5個階段。
“天問一號”計劃於2021年5月擇機實施降軌,軟著陸火星表面,火星車駛離著陸平臺,開展巡視探測等工作。
“
嫦娥五號月宮挖寶
科技成就神話夢想
”
實施月球表面採樣返回任務
11月24日4時30分,嫦娥五號探測器發射升空,開啟我國首次月球表面採樣返回任務,也是迄今最為複雜的航天任務,為中國探月工程的收官之戰。
嫦娥五號發射升空後進入地月轉移軌道,期間探測器實施2次軌道修正、2次近月制動,順利進入環月圓軌道。此後,探測器經歷組合體分離、環月降軌及動力下降,著陸器和上升器組合體於12月1日在月球正面預選區域著陸並開展採樣工作。
嫦娥五號落月
12月3日採樣打包完畢後,上升器點火起飛、精準入軌,於6日完成與軌道器和返回器組合體之間的交會對接及樣品轉移,此後按計劃分離並受控落月。12月12日至16日,軌道器和返回器組合體在完成2次月地轉移入射、2次軌道修正後,返回器於12月17日與軌道器分離降落在內蒙古四子王旗預定區域重返地球。
嫦娥五號任務計劃實現三大工程目標:一是突破窄窗口多軌道裝訂發射、月面自動採樣與封裝、月面起飛、月球軌道交會對接、月球樣品儲存等關鍵技術,提升我國航天技術水平;二是實現我國首次地外天體自動採樣返回,推動我國科學技術重大進步;三是完善探月工程體系,為我國未來開展載人登月與深空探測積累重要的人才、技術和物質基礎。
12月17日1時59分,嫦娥五號返回器攜帶月球樣品在內蒙古四子王旗預定區域安全著陸,探月工程嫦娥五號任務取得圓滿成功。
歷經23天,嫦娥五號闖過地月轉移、近月制動、環月飛行、月面著陸、自動採樣、月面起飛、月軌交會對接、再入返回等多個難關,成功攜帶月球樣品返回地球,完成了這次意義非凡的太空之旅。
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上可九天攬月,下能五洋捉鱉
是豪情,也是我們創造的奇蹟
”
中國“奮鬥者”號載人潛水器成功坐底馬裡亞納海溝
11月10日8時12分,中國“奮鬥者”號載人潛水器在馬裡亞納海溝成功坐底,坐底深度10909米。
“奮鬥者”號在馬裡亞納海溝成功坐底後,3位潛航員在海底進行了約6個小時的採樣工作——這是“奮鬥者”號最長海底作業設計時間。
“奮鬥者”號載人深潛器
自啟航以來,“奮鬥者”號在馬裡亞納海溝完成13次下潛,其中8次突破萬米,創造10909米的中國載人深潛新紀錄!
“奮鬥者”號總設計師葉聰說:“過去20年參與了許多前期研製工作,我覺得非常幸運,也為我們團隊驕傲!”
作為眾人眼中的“中國載人深潛第一人”,他的目標,不僅僅是向萬米深海進發,而是要挑戰地球海洋最深處,不斷突破“中國速度”!
“奮鬥者”號載人深潛器
“用我們潛航員的話說,萬米海底妙不可言。”葉聰說。
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200秒只是短短一瞬
6億年早已是滄海桑田
”
12月4日,中國科學技術大學宣佈該校潘建偉等人成功構建76個光子的量子計算原型機“九章”,求解數學算法高斯玻色取樣只需200秒,而目前世界最快的超級計算機要用6億年。這一突破使我國成為全球第二個實現“量子優越性”的國家。
潘建偉教授表示:量子優越性實驗並不是一蹴而就的工作,而是更快的經典算法和不斷提升的量子計算硬件之間的競爭,最終量子並行性會產生經典計算機無法企及的算力。
潘建偉院士在實驗室工作
據瞭解,潘建偉團隊這次突破歷經了20年努力,從2001年開始組建實驗室,他們曾多次刷新量子糾纏數量的世界紀錄。“九章”的突破,主要攻克了三大技術難關:高品質量子光源、高精度鎖相技術、規模化幹涉技術。
“
鋼鐵俠胸口的方舟反應爐
科學家眼中的能量聖盃
”
2020年12月4日14時02分,被稱為 “人造太陽” 的核聚變裝置 —— 中國環流器二號 M 裝置(HL-2M)在成都啟動並實現首次放電,這標誌著中國自主掌握了大型先進託卡馬克裝置的設計、建造和運行技術,核電研究能力再次取得重大進步。
HL-2M 託卡馬克反應堆是目前中國最大、最先進的磁約束核聚變實驗研究裝置,該項目於 2009 年由國家原子能機構批覆立項,由中國核工業集團西南物理研究院(SWIP)自主設計建造,科學家們希望該設備釋放強大的清潔能源,它使用強大的磁場來約束等離子體發生核聚變反應,最高核心溫度可以達到 1.5 億攝氏度,約是太陽核心溫度的十倍。
人造太陽
據瞭解,中國是世界上對可再生能源投資最多的國家。HL-2M的成功放電為我國深度參與國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER)奠定了堅實基礎,也標誌著中國核電研究的重大突破。
路雖遠,行則將至;事雖難,做則必成!
好奇心指引著我們打量整個宇宙
有些人,已經邁開了腳步,朝著未知前行
求索不止
向探路者致敬!
封面新聞記者 王婉君 郭馨鞠
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