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上天入地丨“墨子号”升空,“海斗”号深潜,我国科技界最近大动作频频!

 Purefact 2016-08-25



我国科技界尤其是中科院系统,最近捷报频传。先是“墨子号”量子科学实验卫星,从酒泉卫星发射基地成功升空,紧接着,又传来我国自主研制的“海斗”号无人潜水器破纪录、最大潜深达到了10767米的佳讯。一个上天,一个入地,每一项成就,都值得载入史册。

这两样神器都有何神通,将发挥哪些作用又作出了何种突破?BOBO这就带大家从天到地捋一遍。

墨子号
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中国领跑量子太空竞赛



北京时间8月16日1时40分,中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭,成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。


随着量子科学实验卫星“墨子号”的顺利升空,中国成为全球第一个在卫星和地面之间进行量子通信实验的国家。这场长跑竞赛,不仅是各国科学家之间的创新之争,更是人类有限的认知与无尽的自然奥秘之间的角力。



其实,“墨子号”还有许多值得铭记的“世界首次”:


从首次成功实现量子态隐形传送以及纠缠态交换,首次实现安全通信距离超过100公里的光纤量子密钥分发,到建成国际上首个规模化量子通信网络,中国科学家逐步跻身于国际一流的量子信息研究行列,量子通信的产业化也在中国科学家的全力推动下得到快速发展。



“墨子号”重任在肩,需担负多项科学实验任务:

首先,通过量子卫星实现卫星和地面的量子密钥分发,从而实现广域的量子保密通信。光纤传输的过程中信号损失相当严重,如果人类想实现远距离量子通信传输就必须建立多个安全可信的信号中继站,这无疑大大增加了信息泄露的几率。科学家经过研究发现,光在穿透大气层的过程中能量损失仅为百分之二十,利用空间中的量子卫星作为地面网络的中转站,可以将地面多个城市中建立起的城际量子通信网络连接起来,极大地提高量子通信的效率。

其次,“墨子号”还承担着对量子力学本身的基本原理进行检验的实验任务。量子纠缠态是量子力学中的一个经典现象,量子卫星把这个实验带到外层空间,将在国际上首次实现千公里量级的量子非定域性实验检验,对于人类加深对量子力学基础理论的认识具有重要意义。

第三,“墨子号”将连接中国和奥地利之间的量子通信网,以证明全球规模的量子通信网络设想是可行的。作为建设“天地一体化”通信网络的重要组成部分,“墨子号”量子卫星与普通卫星相比存在着巨大的差异。发射升空的量子卫星以及多个地面观测站,共同组成了前所未有的覆盖地面和空间的巨大实验网络。

海斗号
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深潜进入万米时代



“探索一号”科考船于今年6月22日至8月12日在马里亚纳海沟挑战者深渊开展了中国首次综合性万米深渊科考。


在此次科考中,我国自主研制的“海斗”号无人潜水器成功进行了一次8000米级、两次9000米级和两次万米级下潜应用,最大潜深达10767米,创造了中国无人潜水器的最大下潜及作业深度纪录,使中国成为继日、美两国之后第三个拥有研制万米级无人潜水器能力的国家。

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这次深渊科考的成功缩短了中国与美、日、英等世界海斗深渊科考先驱国家在万米科考能力上的差距,标志了中国深潜科考开始进入万米时代。本航次取得的成果表明,万米深海已不再是中国海洋科技界的禁区,这是继蛟龙号7000米海试成功后又一个海洋科技的里程碑。

“探索一号”是中国4500米载人潜水器母船及具备通用深水科考、海洋工程应用能力的科考船舶。此次深渊科考历时52天,完成作业任务84项。

除了“海斗”号无人潜水器两次下潜超过万米,中国自主研制的“海角”号和“天涯”号深渊着陆器、“原位实验”号深渊升降器还进行了17次大深度下潜,其中“天涯”号和“原位实验”号3次突破万米深度,在海底停留作业皆超过12小时。
 
△科研人员展示从万米深渊获得的海水样品

除了破万米深潜纪录,这次深渊科考,科考队还取得了一系列的重要突破:

1、“原位实验”号深渊升降器搭载实验装置,在万米深度成功进行了深渊底部氮循环的原位培养实验;

2、“天涯”号深渊着陆器单次获取大于100升海底水样,这在国际同等或类似装备上都无先例;

3、中国制造的海底地震仪工作深度首次突破7000米,首次在挑战者深渊西部开展主动源人工地震勘探,成功获得一条完整地震剖面;

4、中国自主研制的水下滑翔机下潜深度达到5751米,接近目前国际上水下滑翔机最大下潜深度(6000米),创下了中国水下滑翔机的最大下潜深度纪录;

5、科学家们通过深渊着陆器和升降器共进行了13个潜次的大生物诱捕实验,在5000米至10000米级深度获取2000余个大生物样品,其中包括钩虾、深渊专属的狮子鱼以及未知物种;

6、科学家们还成功获得了深度序列完整的海底沉积物样本以及马里亚纳海沟水样。这些样品填补了中国长期以来无法获得超大深度特别是万米海底数据和样品的空白,为揭示深渊生态环境演变、全球气候变化等提供了珍贵的研究样本,将极大地促进中国深海深渊科学研究的发展。



中科院深海科学与工程研究所的专家透露,下一步,团队将返回挑战者深渊,执行第二次万米深渊科学考察。他希望,能以开放性模式吸引中科院乃至全国多学科力量,对万米级深渊的各类样品和数据进行全面、深入的科学研究。

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