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新闻资讯

2020-07-09余建斌,吴月辉,温腾

环境技术 2020年3期
关键词:量子海洋卫星

北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成

6月23日9 时43分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星,暨北斗三号最后一颗全球组网卫星,至此北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。

此次发射的卫星属地球静止轨道卫星,经过一系列在轨测试入网后,我国将进行北斗全系统联调联试,在确保系统运行稳定可靠、性能指标优异基础上,择机面向用户提供全天时、全天候、高精度全球定位导航授时服务,以及星基增强、短报文通信、精密单点定位等特色服务。

从立项论证到启动实施、从双星定位到区域组网,再到覆盖全球,我国卫星导航系统建设历经30多年探索实践,三代北斗人接续奋斗,走出了一条自力更生、自主创新、自我超越的建设发展之路,建成了我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、服务性能最高、与百姓生活关联最紧密的巨型复杂航天系统,成为我国第一个面向全球提供公共服务的重大空间基础设施,为世界卫星导航事业发展做出了重要贡献、为全球民众共享更优质的时空精准服务提供了更多选择、为我国重大科技工程管理现代化积累了宝贵经验。

目前,全世界一半以上的国家都开始使用北斗系统。后续,中国北斗将持续参与国际卫星导航事务,推进多系统兼容共用,开展国际交流合作,根据世界民众需求推动北斗海外应用,共享北斗最新发展成果。

据介绍,2035年,我国将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系,进一步提升时空信息服务能力,为人类走得更深更远做出中国贡献。

来源:人民日报 作者:余建斌 吴月辉 温腾

行云二号01/02星发射成功

5月12日9 时16分,我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭,以“一箭双星”方式成功将行云二号01/02星发射升空,卫星进入预定轨道,发射取得圆满成功。

这次发射的行云二号01/02星由航天行云科技有限公司研制,将在轨开展天基物联网通信技术、星间激光通信技术以及低成本商业卫星平台技术的验证,并初步开展物联网示范应用。

快舟一号甲运载火箭是中国航天科工集团有限公司航天三江集团所属航天科工火箭技术有限公司研制的一款小型固体运载火箭,采用国际通用接口,主要为低轨小卫星提供发射服务,具有入轨精度高、准备周期短、发射成本低等特点。这次是快舟一号甲运载火箭第9次执行发射任务。

来源:新华网

海洋一号D卫星发射成功 打造中国首个民用海洋卫星星座

6月11日2 时31分,海洋一号D卫星搭乘长征二号丙运载火箭,在太原卫星发射中心成功发射。随后,卫星太阳翼顺利展开,卫星在轨运行稳定,状态良好,卫星发射取得圆满成功。

海洋一号D卫星是我国海洋水色系列卫星的第四颗卫星,属于我国民用空间基础设施规划海洋业务卫星。

卫星采用CAST2000小卫星平台,设计寿命5年。卫星采用太阳同步轨道,星上配置五个载荷,其中海洋水色水温扫描仪用于探测全球海洋水色要素和海面温度场,海岸带成像仪用于获取海岸带、江河湖泊生态环境信息,紫外成像仪用于近岸高浑浊水体大气校正精度,定标光谱仪用于监测水色水温扫描仪可见光近红外谱段和紫外成像仪在轨辐射稳定性,船舶自动识别系统用于获取大洋船舶位置信息。

卫星成功发射后,将为全球大洋水色水温业务化监测,为我国近海海域与海岛海岸带资源环境调查、海洋防灾减灾、海洋资源可持续利用、海洋生态预警与环境保护提供数据服务,并为气象、环境生态、农业、水利、交通等行业应用提供支持。

此外,海洋一号D卫星将和当前服役中的海洋一号C卫星组成我国首个海洋民用业务卫星星座。海洋一号D卫星与海洋一号C卫星成功组网后,将实现双星上、下午组网观测,每天可获取两幅全球海洋水色、植被指数遥感图和四次海面温度产品,大幅提高对全球海洋水色、海岸带资源与生态环境的有效观测能力,使我国在海洋水色遥感领域跻身国际前列,有力推动我国迈向航天强国的步伐。

来源:人民网

汽车界两会代表建议受重视氢能源被写入政府工作报告

在今年的全国两会上,汽车产业界的全国人大代表提交了一系列关于发展氢燃料汽车的议案建议,包括全国人大代表尹同跃提交的《将氢能源产业提升到国家能源战略层面统一规划》的议案建议等,备受关注和重视。在两会期间,氢燃料这种节能、环保、便捷性又高的能源被写进《政府工作报告》。

两会《政府工作报告》起草组成员、国务院研究室副主任郭玮3月16日在国务院新闻办举办的吹风会上表示,两会期间,《政府工作报告》进行了修改,推动消费稳定增长部分补充了“推动充电、加氢等设施建设”等若干项内容。有机构解读,氢能源首次被写入《政府工作报告》,后期会有相应扶持政策。

发展氢能源是实现节能减排的必然选择

其实,早在《“十三五”国家科技创新规划》中,发展氢能燃料电池技术就已被“划过重点”,《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》则进一步描绘了中国氢能的发展路线图:到2020年,中国燃料电池车辆要达到10 000辆、加氢站数量达到100座,行业总产值达到3 000亿元;到2030年,燃料电池车辆保有量要“撞线”200万,加氢站数量达到1 000座,产业产值将突破10 000亿元。

相比于目前正在大力发展的电能,氢燃料更加接近于传统燃油车,其加一次氢的耗费时间不过几分钟,但是续航里程则可达500 km,而且零排放、无污染,是汽车电动化的终级方向。所以发展氢能源产业是保障我国能源安全、实现节能减排和促进汽车产业发展的必然选择。

氢能源产业有望迎来发展的春天

目前,美国、日本等发达国家已将氢能规划上升到国家能源战略高度,但我国在氢能生产、储存、运输方面目前还缺少统一规划与布局,没有完善的检测与检验机构与之配套,造成相关资源的浪费及氢燃料产业发展进程的延缓。为此,尹同跃在今年两会提出:

一是国家统筹规划,将氢能升级为国家发展战略层面,做好顶层设计,将其列为未来的支柱产业、民生工程,制定必要的约束杠杆和更加详细的标准及法规,促进氢能产业健康发展。二是参照电动车政策,增加氢能技术研发补贴,并通过示范应用、市场推广的政策来推动。

而这次氢能源首次被写入《政府工作报告》,则释放了一个信号,国家已经开始围绕氢能源进行规划与布局,氢能源产业发展有望迎来一个快速发展期。

来源:新华网

国内首条智慧高速公路即将开建:设自动驾驶专用车道,电动汽车可边跑边充电?

据悉我国首条“超级高速公路”杭绍甬智慧高速公路即将开建,将设置自动驾驶专用车道,支持全线自动驾驶车辆自由行驶。

这条“超级高速公路”为杭甬高速公路复线,起自杭州绕城高速公路下沙枢纽,终点位于宁波穿山疏港高速公路柴桥枢纽。

线位方案全长约161 km,规划双向6车道,投资总金额高达707亿,平均每公里建设费用超过4亿。杭绍甬智慧高速公路沿线会部署高速率、低延时、高可靠的全覆盖无线通信网络。

在通车后,将采用大数据驱动的智慧云控平台,对行驶车辆进行实时监测以及监控,为自动驾驶车道及高速路况提供信息支撑。该“超级高速公路”将采用光伏路面。

共分为三层:最表层为透光混凝土路面层,具有强度大、透光率高两大特点;中间层为光伏面板,光电转化,利用路面空闲时间吸收阳光发电;第三层为绝缘层,既有对光伏面板的物理保护作用,又防水防潮。

路面下还预留了电磁感应磁圈。未来,随着电动车无线技术的配套,可实现电动汽车在此路段行驶过程中,边跑边充电的功能需求。最值得一提的是,该高速公路还借鉴了德国高速公路不限速,意大利最高限速150 km/h的相应技术标准,远期预留出140 km/h提升空间。

并且后期通车后,通过道路智能管控系统,使公路上的车辆平均行驶速度更接近于设计标准时速。这条“超级高速公路”——杭绍甬智慧高速公路,计划在2022年正式通车,率先为2022年举办的杭州亚运会服务。

来源:与非网

“整车NVH试验系统”等先进设备发布

近日,整车NVH试验系统、六自由度步入式环境仓、整车全光谱高低温湿热试验箱等用于整车、汽车零部件等测试的先进试验设备先后发布,《环境技术》副理事长单位重庆银河试验仪器有限公司参与了这几个项目的承制工作,贡献出了强大技术力量。

▲ 整车NVH试验系统

中国汽车工程研究院股份有限公司的“整车NVH试验系统”主要用于轿车、微型车及SUV等前驱或后驱乘用车(最大设计总质量不超过3.5吨)的整车及座椅、仪表板、中控台、部分车身、后排座椅、前后车门、转向管柱、空调系统、天窗、遮阳挡、尾门等小型零部件的异响测试,可以模拟在不同温湿度及光照环境下整车道路激励异响评价、异响现象与问题分折、解决方案等。同时,该系统还可进行底盘调校、座椅舒适性等评价与测试。此系统由四通道轮胎耦合模拟装置、高低温环境仓、试验室声学装置、数据采集分系统、高压细水雾消防装置、视频监控分系统等组成,重庆银河主要承制高低温环境仓部分。

重庆车辆检测研究院有限公司的“六自由度步入式环境仓”可用于汽车部件,武器,舰船等气候相关试验,考核各种试品的环境适应性并作出评价。该环境仓可单独作为温湿度试验箱(恒温恒湿试验箱或高低温试验箱)使用,实现高温、低温、恒温湿热等气候试验,也可通过与六自由度模拟试验台的联合使用,在气候试验过程中叠加六自由度振动和摆动。这套“六自由度步入式环境仓”的环境仓部分由重庆银河承制,通过与美国MTS公司MAST多轴模拟振动系统组合,实现不同温湿度等气候条件下的综合试验,目前该系统是国内相对较大、适用范围更广的一套系统。

另有“整车全光谱高低温湿热试验箱”,用于检测成套零部件或整车在阳光照射下的老化性能。用户可能此测试对零部件或整车在照射后性能的更改进行评估,包括形状、颜色、光泽度、手感、强度及各种热膨胀结果,以及在阳光辐射下的汽车起动性能、电机性能、整车空调性能等指标的测试。

▲ 六自由度步入式环境仓

“墨子号”实现无中继千公里量子保密通信

来自中国科学技术大学等国内外单位的研究团队利用“墨子号”量子科学实验卫星,在国际上首次实现千公里级基于纠缠的量子密钥分发。该实验成果不仅将以往地面无中继量子保密通信的空间距离提高了一个数量级,并且通过物理原理确保即使在卫星被他方控制的极端情况下,依然能实现安全的量子通信,取得了量子通信现实应用的重要突破。相关研究成果6月15日在线发表于《自然》杂志上。

量子通信提供了一种原理上无条件安全的通信方式,但要从实验室走向广泛应用,需要解决两大挑战,分别是现实条件下的安全性问题和远距离传输问题。在现有技术水平下,使用可信中继可以有效拓展量子通信的距离,比如利用“墨子号”量子卫星作为中继,在自由空间信道可以拓展到7 600 km的洲际距离。实现远距离安全量子通信的最佳解决方案是结合量子中继和基于纠缠的量子密钥分发。基于纠缠的量子密钥分发的原理是,无论处于纠缠状态的粒子之间相隔多远,只要测量了其中一个粒子的状态,另一个粒子的状态也会相应确定,这一特性可以用来在遥远两地的用户间产生密钥。

利用卫星作为量子纠缠源,通过自由空间信道在遥远两地直接分发纠缠,为现有技术条件下实现基于纠缠的量子保密通信提供了可行的道路。

基于“墨子号”量子卫星的前期实验工作和技术积累,研究团队通过对地面望远镜主光学和后光路系统进行升级,实现了单边双倍、双边四倍接收效率的提升。“墨子号”量子卫星过境时,可以同时与新疆乌鲁木齐南山站和青海德令哈站两个地面站建立光链路,以每秒两对的速度在地面超过1 120 km的两个站之间建立量子纠缠,进而在有限码长下以0.12 bit/s的最终码速率产生密钥。“在实验中,通过对地面接收光路和单光子探测器等方面进行精心设计和防护,保证了公平采样和对所有已知侧信道的免疫,所生成的密钥不依赖可信中继,并确保了现实安全性。”潘建伟说,结合最新发展的量子纠缠源技术,未来卫星上可每秒产生10亿个纠缠光子,最终密钥成码率将提高到每秒几十比特或单次过境几万比特。

对此,《自然》杂志审稿人认为不依赖可信中继的长距离纠缠量子密钥分发协议的实现是一个里程碑。

潘建伟表示,基于该研究成果发展起来的高效星地链路收集技术,可以将量子卫星载荷重量由现有的几百公斤降低到几十公斤以下,同时将地面接收系统的重量由现有的10余吨大幅降低到100 kg左右,实现接收系统的小型化、可搬运,为将来卫星量子通信的规模化、商业化应用奠定了坚实的基础。

来源:新华网

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