正在閱讀:“太極一號”引力參考傳感器:一切從“零”開始
首頁> 科普頻道> 天文·地理 > 正文

“太極一號”引力參考傳感器:一切從“零”開始

來源:中國新聞網2019-10-15 09:01

調查問題加載中,請稍候。
若長時間無響應,請刷新本頁面

  510所揭秘“太極一號”引力參考傳感器:從白手起家到在軌應用

  中國首顆空間引力波探測技術實驗衛星“太極一號”已順利完成第一階段在軌測試任務,這也意味著搭載在該衛星的核心測量設備“引力參考傳感器”成功實現在軌應用。截至目前,衛星狀態正常,該傳感器在衛星開展微重力測量、激光干涉測量、無拖曳控制等試驗中各項性能指標優良、運行正常。

  “太極一號”成功發射和第一階段在軌測試任務順利完成,邁出了中國空間引力波探測的第一步,在探索浩瀚宇宙征程中,為人類文明進步貢獻了“中國智慧”。

  “太極”很急!三代航天人“極限挑戰”

  作為“太極一號”上最重要的核心測量設備之一,引力參考傳感器由中國航天科技集團有限公司五院五一〇所空間環境探測載荷中心為主,與中國科學院長春光學與精密機械研究所合作研制。該項目也是510所“70后”“80后”“90后”三代航天人歷時近20年研究的靜電懸浮加速度測量技術首次在軌應用。

  2018年7月8日,“太極計劃”共同首席科學家、中科院院士胡文瑞來到510所,提出由該所主導研制中科院空間科學(二期)戰略性先導科技專項首發星——微重力技術實驗衛星(“太極一號”命名前的名稱)的引力參考傳感器。彼時,國內有這一技術長期研究基礎的機構鮮少,從指標和能力來看,510所是國內最優秀的團隊之一。

  “當時,離衛星發射只有一年時間,技術又非常難,最開始大家覺得這是不可能完成的事。”510所空間環境探測載荷中心技術總監、引力參考傳感器技術負責人雷軍剛說,引力波信號極其微弱,實施空間引力波探測挑戰巨大,需要突破目前人類精密測量和控制技術的極限。

  事實上,510所從事空間微重力測量已有近40年歷史,自2000年起,該所科研人員挑戰最精密的空間測量技術之一——高精度靜電懸浮加速度測量技術。團隊在近20年科研成果基礎上,短短1年之內,研制出了“太極一號”核心測量設備——引力參考傳感器。

  一切從“零”開始 創國內首次

  510所空間環境載荷工程中心陳光鋒博士是第一代參與靜電懸浮微重力測量技術的骨干人員之一。“這個研究國家之前沒做過,510所國內首先做,難度很大,尤其在地面上性能驗證很難。”他說,當時,資料十分有限,從建模、分析、懸浮、系統敏感結構、控制系統、精密測量系統都是自己反復摸索著做,完全是“白手起家”。

  面對科學和工程技術上的新挑戰,510所沒有國內經驗可借鑒,只能刻苦攻關,打通技術路線,攻克難題。2008年,510所科研團隊實現了克服1G重力的六自由度地面穩定懸浮,該所這項技術當時屬國內首創,測量精度是地球重力加速度的一億分之一。

  然而,慣性傳感器的要求與前期的靜電懸浮加速度計技術有區別,“上天”前,不僅先要“浮”起來,還必須做到地面懸浮驗證完全可靠,因此采用了更加復雜的數字反饋控制技術。

  但是,新的產品直到今年2月春節前夕,距“太極一號”發射還有6個月,還沒懸浮起來,大家急得像“熱鍋上的螞蟻”,沒日沒夜地加班。

  “航天是高風險行業,有些東西地面測不了。我們多次懸浮后把指標測出來,與天上有差距,因為地球在震動。”整機系統設計師王佐磊透露,為減少外界干擾,團隊借用地震局的山洞,前后九次進山洞實驗懸浮。

  這么長時間還沒解決!當時,中國科學院的專家也坐不住了,專程坐飛機趕來蘭州分析問題。所幸,就在飛機落地前的當天早上,510所成功實現了新系統的“高壓懸浮”。引力參考傳感器關鍵核心工藝設計師毛俊程笑稱“批斗會變成了慶功會,大家終于過了個好年。”

  觸摸宇宙律動“脈搏”發力爭先國際前沿

  “引力波”是近年來科學研究最熱點之一,似乎全世界科學家都對它“情有獨鐘”。中國科學院副院長相里斌曾總結道:引力波提供了有別于電磁波的一個全新觀測宇宙的重要窗口,成為人類探索和認知宇宙的一種新途徑和工具。

  20世紀80年代末90年代初開始,國際上不少國家啟動研究這一領域。“2016年,美國科學家在地面探測到引力波。但在此之前,國外其實已有十來個地面引力波探測計劃,因為技術很難,花費很大,只有少部分能堅持下來。”雷軍剛說,當時外界有很多質疑聲音,認為這是“異想天開”。

  而在國內,引力波探測領域,自2016年才有了“新的轉機”。雷軍剛認為,“太極一號”標志著中國空間引力波探測從論證進入工程實施階段,而510所一直默默研究近20年的技術,也終于迎來了到天上驗證的“舞臺”。

  “太極一號”第一階段在軌測試和數據分析結果表明,510所主研的引力參考傳感器測量精度達到地球重力加速度的百億分之一量級,相當于一只螞蟻推“太極一號”產生的加速度。

  引力參考傳感器可以監測到衛星平臺受到的最微小的“擾動”,比如來自太陽光照的微弱壓力、來自太空里極其稀薄氣體的阻力,甚至是來自地球對衛星的反向輻照壓力,相當于去遙遠太空觸摸宇宙律動的“脈搏”,傾聽“時光的漣漪”。

  據悉,該項技術也是未來空間引力波探測、超高精度慣性導航、全球氣候及重力環境研究等重大和前沿空間科學研究和工程應用領域的關鍵技術。510所引力參考傳感器的成功研制,也標志著中國在此類最前沿的航天高精尖領域開始發力爭先。(南如卓瑪)

[ 責編:趙清建 ]
閱讀剩余全文(

相關閱讀

您此時的心情

新聞表情排行 /
  • 開心
     
    0
  • 難過
     
    0
  • 點贊
     
    0
  • 飄過
     
    0

視覺焦點

  • 武漢“解封”后開往湖北省內的首趟列車始發

  • 武漢離漢離鄂通道管控措施正式解除

獨家策劃

推薦閱讀
專家表示,隨著金融知識普及與打擊電信網絡詐騙宣傳活動深入推進,2019年受訪者風險防范意識較上年有所提升,損失化解渠道更為多元。
2020-04-08 14:16
工信部將加快推進5G網絡建設進度,預計年底全國5G基站數超過60萬個,實現地級市室外連續覆蓋、縣城及鄉鎮有重點覆蓋、重點場景室內覆蓋。
2020-04-08 14:03
并行算法和并行軟件設計中,必須同時考慮降低功耗和提高性能,能耗增加倍數超過性能提高倍速的并行算法和軟件沒有推廣前途。
2020-04-08 14:02
計算機圖形學歷次大的變革均與工業應用密切相關,從動畫制作,到游戲開發,再到互聯網時代的交互等,都能看到它深入其中。
2020-04-08 14:01
最近,美國加州大學舊金山分校的科研團隊使用人工智能解碼系統,把人的腦電波轉譯成英文句子,最低平均錯誤率只有3%。
2020-04-08 13:56
數據顯示,2019年PCT前五大用戶除中國和美國外,還有日本(52660件)、德國(19353件)和韓國(19085件)。
2020-04-08 09:13
智能工廠的升級,降低了對人工的依賴,光纖生產的質量也更穩定,使得該企業的生產逆勢上揚。江東科技光纖生產車間拉絲組組長吳磊每天要帶領工人把預制棒安裝至生產線,并點檢拉絲生產線。
2020-04-08 10:15
英國《自然·生物醫學工程》雜志發表一項最新研究,科學家綜合了計算機視覺以及機器學習算法,報告了一套可以加裝在標準馬桶上的軟硬件,可以追蹤使用者尿液和糞便中的健康與疾病生物標志物。
2020-04-08 09:58
根據英國《自然·微生物學》雜志6日發表的一項研究,歐洲科學家發現一組土壤細菌會釋放獨特的氣味吸引動物,以幫助它們在周圍環境中傳播。
2020-04-08 09:55

在當前沒有疫苗和特效藥物的情況下,康復者血漿成為治療新冠肺炎重癥患者的“壓艙石”。

2020-04-08 09:50
科技部辦公廳發布《關于開展科技人員服務企業專項行動的通知》意在為企業抗擊疫情、復工復產、持續發展提供科技和智力支撐,提升科技型中小企業創新能力。
2020-04-08 09:49

日前在《自然·通訊》雜志在線發表重要成果:成功構建全球首個染色體級別的高質量山蒼子基因組圖譜,并基于此揭示樟科物種進化及其精油合成的分子機制。

2020-04-08 09:47
請大家戴好耳機,進入線上會議系統……” 近日,由208所系統集成事業部自主研發的“xMeeting涉密會議管理系統”升級版為208所內會議提供了高效、安全、暢通的線上會議保障,這標志著全新升級的會議系統正式發布、投入使用。參會者在個人工位上連接會議系統,戴上耳機即可參會進行發言交流,而不必統一聚集。
2020-04-08 10:50
車內有“眼睛”,可識別乘客是否佩戴口罩;車窗放動畫,能提醒乘客下一站信息……“首都智慧地鐵”近日在北京地鐵6號線亮相。
2020-04-08 10:18
前不久,成都青云之上信息科技有限公司獲得了光大投資,清華創投的青睞,共同簽署了戰略投資意向協議。
2020-04-08 11:35
開欄的話新冠肺炎疫情是一次突擊考,考的是國家治理體系和治理能力,考的是發展質量和科技實力。一些中小企業或提前布局,或臨危制變,依靠技術升級獲得抵御風險的“免疫”力。
2020-04-08 10:16
在6歲至22歲的兒童和青少年中,傳染病導致的死亡下降極為顯著,但性傳播疾病和血源性感染顯著增加,2011年至2017年艾滋病感染增加了5倍,尤其是男性。
2020-04-07 14:42
新冠肺炎疫情暴發以來,已有科學家在荷蘭多個污水處理廠中檢測出新冠病毒。在荷蘭阿默斯福特,該國KWR水資源研究所的科學家在當地報告首例病患前,就從廢水中檢測出了新冠病毒的RNA。
2020-04-07 14:41
正是由于聽音樂能使一項困難的任務,變得可以忍受,許多學生經常選擇邊聽音樂邊寫作業或者復習備考。但是聽音樂真的對學習沒有影響嗎?
2020-04-07 14:16
從冰天雪地的南極,到赤日炎炎的非洲,所有生命體都需要適應所處環境的溫度,才能生存和繁衍。而環境溫度適應的前提,是生命體對溫度的精確感知。
2020-04-07 14:14
加載更多
色小姐_骑妹妹_骑姐姐_姐也搞_姐也色_姐也色在线视频_性感美腿巨乳御姐大尺度蕾丝内衣很胸猛图片 <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>