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星海微萤(文摘版)

为天文研究工作者、天文爱好者和大众提供有用的信息

 
 
 

日志

 
 

航天(2017 年 1 月 B)  

2017-01-17 22:22:09|  分类: 航天 |  标签: |举报 |字号 订阅

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“叫板”GPS,它用8年超越了自己的“小目标”(2017 1 10 日科技日报)

2016 年度国家科学技术进步奖项目名单(节选)(2017 1 10 日科技日报)

快舟火箭完成商业第一单(2017 1 10 日人民日报)

商业航天正起飞(2017 1 10 日人民日报)

从“跟跑者”向“并行者”“领跑者”转变(节选)(2017 1 10 日文汇报)

快舟一号开启商业航天新业态(2017 1 10 日文汇报)

“北斗三号”今年7月首发(2017 1 11 日科技日报)

北斗民用用户已达千万级(2017 1 11 日科技日报)

快舟一号甲实现“一箭三星”发射(2017 1 11 日科技日报)

放眼世界,航天舞台谁最“闪亮”(2017 1 11 日科技日报)

北斗二号导航中国(2017 1 11 日中国科学报)

飞船就是我的恋人(2017 1 11 日人民日报)

北斗系统将于2020年覆盖全球(2017 1 11 日文汇报)

世界首颗3D打印卫星将入轨(2017 1 12 日科技日报)

站在北极圈以北(2017 1 12 日中国科学报)

着眼未来,抢占信息社会战略制高点(2017 1 12 日人民日报)

俄公布上月飞船发射失败原因(2017 1 13 日参考消息)

航天科工启动“行云工程”技术验证(2017 1 13 日科技日报)

问与答:人类能否在太空中生育繁衍?(2017 1 14 日参考消息)

天舟一号飞船将于4月发射(2017 1 14 日文汇报)

“猎鹰9”重返太空,成功实现海上回收(2017 1 15 日新民晚报)

“猎鹰9”号成功复飞并回收(2017 1 16 日参考消息)

日本微型运载火箭试射“成功”变“失败”(2017 1 16 日科技日报)

“高科技”的日本,航天怎么“不靠谱”?(2017 1 16 日科技日报)

一箭十星,“猎鹰9”号摆脱阴霾再升空(2017 1 16 日科技日报)

看!创新英雄们的风采(节选)(2017 1 16 日人民日报)

 

 

 


科技日报 2017 1 10

“叫板”GPS,它用8年超越了自己的“小目标”

——记国家科学技术进步奖特等奖“北斗二号卫星工程”

本报记者 付毅飞

2017年国家科学技术奖励大会上,“北斗二号卫星工程”荣获国家科学技术进步奖特等奖。从20048月立项,到201212月正式向我国及亚太地区提供导航、定位、授时和短报文通信服务,该系统用8年时间,建成了由14颗卫星和32个地面站天地协同组网运行的区域导航系统,追赶并达到同期国际先进水平,书写了我国航天领域又一段传奇。

该工程总设计师助理郭树人介绍,北斗二号卫星导航系统直面国际竞争,与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯等国外先进系统比性能、比服务,是我国首个与国际先进系统同台竞技的航天系统。

2004年北斗二号工程立项时,GPS的定位精度已达到10米,工程总体将这一指标定为北斗的“小目标”。“我们觉得,系统完成时,能达到这个水平就心满意足了。”该工程卫星系统总师杨慧说。2012年,北斗二号完成区域组网投入正式运行,此时GPS经过改进,定位精度已提升至6米,而北斗的精度指标已经与之旗鼓相当。

回顾工程的发展,杨慧的感受是:“一次次被逼到绝境,又一次次爬起来。”她回忆说,北斗发展之初,和其他航天系统一样,难以开展核心技术的合作。这段艰辛历程,让北斗团队坚定了自主建设的决心,取得了一项项重大技术突破。

“北斗二号国际首创同步轨道导航卫星,同时首创了以地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星为骨干,兼有中轨道卫星的混合导航星座。”该工程原副总设计师、北斗系统高级顾问李祖洪说,对于区域导航系统而言,这种组合可以用最少的卫星数量实现最好的覆盖效果,已获得了国际的认可。

杨慧表示,不同轨道对卫星设计、导航性能会带来不同影响。国外导航卫星均在高度2万公里左右的中轨道运行,很多导航性能所需的特性,在中轨道卫星上已经摸透。但北斗系统建设受国土布站局限,必须造出能在国土范围内管辖的星座,只能采取高、中轨混合的方式,这带来了一系列世界性难题。经过不懈努力,北斗团队解决了高轨导航卫星姿态控制、高精度温控等难题,提升了系统服务的精度、连续性和可用性。

北斗是我国唯一的导航系统,许多导航卫星特有的产品,国内过去没有,国外则对我国实施了技术封锁。北斗团队自主研制了以星载原子钟为代表的一批核心产品,打破了国外的封锁垄断,实现了卫星关键部件自主可控,并达到了国际先进水平。

郭树人表示,北斗二号是国际上首个将导航定位、短报文通信和差分增强三种服务融为一体的导航系统。杨慧说,一体化设计对卫星的兼容性提出了极高要求。除了要解决多个频率相互干扰的问题,对卫星的整体设计、功能需求、设备小型化等方面都带来了影响。

同时杨慧介绍,位置报告功能是从北斗一号开始就具备的特点。“它不但能让你知道自己在哪,也能让上级系统知道你的位置,在救援、抢险中可以发挥重要作用。”她说,“如果MH370装有北斗系统,就不会找不到了。”

除了卫星设计、产品及功能上的创新,北斗二号面临激烈的国际竞争。杨慧说,通常一箭多星发射都是针对小卫星或低轨卫星,而向将近36000公里高度的轨道,对每颗重达2吨多的导航卫星进行一箭双星发射,难度大不相同。

“北斗二号卫星工程建设的圆满完成,使我国从根本上摆脱了对国外卫星导航系统的依赖。”郭树人说,北斗二号卫星导航系统已成为代表中国服务国际社会的国家名片。

(科技日报北京19日电)

 


科技日报 2017 1 10

2016 年度国家科学技术进步奖项目名单(节选)

航天(2017 年 1 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


人民日报 2017 1 10

一箭三星发射成功

快舟火箭完成商业第一单

本报酒泉19日电  (记者余建斌)191211分,我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲小型运载火箭,成功发射吉林一号灵巧视频03星(吉林林业一号),同时搭载行云试验一号、凯盾一号两颗立方体星。此次任务采用纯商业发射合同组织形式,完全按市场行为运作,是快舟火箭的商业第一单,也是中国航天科工集团公司商业航天首发,标志着我国在商业航天领域迈出新步伐。

据介绍,快舟一号甲小型运载火箭是在快舟一号火箭基础上适应性改进的一型低成本、高可靠性的通用型固体运载火箭,采用国际通用接口,可为300公斤级及以下低轨小卫星提供发射服务,具有发射成本低、准备周期短、保障条件少和快速集成、快速入轨等特点。

吉林一号灵巧视频03星是新型多功能遥感观测卫星,主要用于获取目标区域高清彩色视频影像。行云试验一号卫星是低轨窄带卫星通信系统首颗试验验证星,主要验证低轨短报文下行通信技术。凯盾一号卫星是新一代海事卫星(VDES)系统的首颗试验验证星,主要验证星载接收机以及其算法可靠性。

此次商业发射由中国航天科工集团第四研究院所属的航天科工火箭技术有限公司牵头负责。

本报长春19日电  (记者孟海鹰)记者从吉林省林业厅获悉:吉林林业一号卫星是我国首颗林业卫星。吉林省森林资源丰富,林业用地面积占全省幅员面积50%以上,森林类型和地形地貌多样,依靠传统手段保护管理的难度大。吉林林业一号卫星及后续林业卫星将全面提高林业遥感信息化水平,构建为林业遥感应用专门设计的卫星星座,为森林资源普查、森林火灾检测、树种分类调查、野生动物保护等林业应用领域提供信息服务。

 


人民日报 2017 1 10

快舟一号甲一箭三星发射成功,我国完成纯商业发射第一单

商业航天正起飞

本报记者余建斌

航天(2017 年 1 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

“快舟一号甲”小型运载火箭发射成功。

  亓创摄(人民视觉)

 

191211分,在酒泉卫星发射中心零下5摄氏度的寒冷天气里,快舟一号甲小型固体运载火箭将3颗卫星成功送入轨道。不同于以往的航天发射模式,此次发射是一次纯商业天发射,被认为是中国在商业航天领域迈出的新步伐。

3颗卫星分别为吉林一号灵巧视频03星,以及行云试验一号、凯盾一号两颗立方体星。吉林一号灵巧视频03星是新型多功能遥感观测卫星,主要用于获取目标区域高清彩色视频影像,为国土资源监测、林业普查、环境保护、交通运输、防灾救灾等领域提供信息支持服务。行云试验一号卫星是低轨窄带卫星通信系统首颗试验验证星,主要验证低轨短报文下行通信技术。凯盾一号卫星是新一代海事卫星(VDES)系统的首颗试验验证星,主要验证星载接收机以及其算法可靠性。

与国际上热门的美国太空探索技术公司(SpaceX)等商业航天企业相比,这只是快舟火箭乃至中国航天企业纯商业发射首单,但其意义不凡,前景亦被广泛看好。

技术先进,从用户下单到最终发射只用了8个多月

此次商业发射任务所采用快舟一号甲体运载火箭,是快舟一号火箭基础上适应性改进的一型低成本、高可靠性的通用型运载火箭,采用国际通用接口,主要为300公斤级低轨小卫星提供发射服务。

2013年首发成功的快舟系列火箭,首次在国际上提出了星箭一体化设计理念,其诞生标志着我国航天发射运载工具由液体运载火箭拓展到固体运载火箭,高性价比也给中国商业航天留下更广阔的畅想空间。这次快舟一号甲将畅想变成了事实。

快舟的命名已经说明了它的特点,就是快。中国航天科工集团第四研究院快舟固体运载火箭总设计师梁纪秋说,快舟一号甲火箭是快舟系列火箭的第二款,也是首款正式推向市场的火箭。从用户下订单采购到最终提供发射服务,只有8个多月,留给研制试验的时间不到6个月,而一般火箭的研制至少在1年以上,这在国际上创造了新纪录。体现在发射准备时间非常短,不需要固定发射塔架。同时由于采用固体火箭发动机,不需要加注燃料,只需提前两天进发射场,不超过10个人就可发射。

快舟火箭可以按照用户个性化需求定制,我们叫货架式供应。技术指标在国际上处于先进行列,成本也有相当大的降低。我们研制火箭时,和国际上同类产品做了大量对比分析。对商业发射来说,没有竞争力就是白花钱。纪秋说。

快舟火箭目前每公斤载荷运载成本在1万美元左右,价格极具竞争力。中国航天科工集团第四研究院副院长、航天科工火箭技术有限公司董事长张镝说,对用户来说,他们往往关心三件事:价格是否低廉,是否能按需发射,还有产品的美誉度。

快舟一号甲火箭的发射被称为中国纯商业发射第一单,也在于采用了纯商业发射合同组织形式,完全按市场行为运作,具有组织模式新、准备时间短等特点。

中国航天科工集团公司副总经理刘石泉介绍说,这次发射,航天科工广泛吸纳社会资本、市场参与,火箭从研发到发射服务全流程,精简流通环节,运载火箭的可靠性和性价比获得综合提升,实现了2016424日签订发射服务合同、8个半月发射任务的快舟度。

这个项目的资金来源都是商业自筹,参与企业大部分是民营企业。火箭发射还买了商业保险,整个运营过程,配套的厂商都严格遵照商业契约精神来履行。镝说,相比以往航天的商业化应用,这是纯市场行为的商业航天项目。

商业航天的发展,既降低了航天成本也提高了研发效率

美国是航天强国,商业航天也十分发达,其对商业航天的定义为商业航天是由企业提供航天产品、服务或航天活动,这些企业为此需要承受一定比例的投资风险和责任,按照典型的市场激励机制运行来控制成本获得最大的投资回报,并能够为现在的或潜在的非政府客户提供航天产品和服务。

目前,美、俄等国均将商业航天作为保持航天强国战略地位、增强国家竞争力的重要手段。

据统计,2014年全球航天产业经济总量达到3300亿美元,其中商业化产品、服务、基础设施和保障行业占76%2000—2015年,共计80多家初创航天企业成立,这些企业累计获得133亿美元的投资。发展迅猛的国际商业航天,在太空旅游、空间运输、卫星遥感等方面商业化进展显著,涌现出一批有代表性的商业航天公司。

在美国,商业航天发展使航天成本大大降低。SpaceX猎鹰9火箭已经将商业发射的价格拉低了一个数量级。同样一—9箭,由美国航空航天局研发至少要13亿美元,而商业公司仅花费不到4亿美元。

商业航天在降低成本的同时,明显提高了效率。刘石泉说,首先是研制周期缩短,其次是技术创新加快商业航天管理机构实行扁平化管理,很大程度上缩短了管理链条。

商业航天可以改变航天的传统工作模式。如果国家掏钱发射卫星,需要很大投入。如果实现商业化运作,企业自己会主动去找用户,推动航天技术和航天事业可持续发展。通过发挥全社会的力量和积极性,一起推动我国从航天大国走向航天强国。石泉说。

张镝认为,就可以搭载几百公斤的小型火箭来说,发射成本普遍较高,一般约每公斤四五万美元快舟一号甲火箭发射成本已降到3万美元左右,未来可以做到1万美元以下。目前美国的猎鹰系列中型液体火箭在全球发射市场具有较大竞争力,猎鹰—9箭成本可以达到每公斤几千美元。通过商业航天模式的进一步运用成熟,相信快舟火箭未来的发射成本也能做得更具竞争力。

商用热潮发酵,将成为推动航天技术和事业发展的新动力

对正在由航天大国向航天强国迈进的中国来说,经过几十年的积累,当前正是航天技术实现广泛商业化应用的关键阶段。商业航天作为我国航天事业发展的新动力,也将成为建设航天强国的重要推手。

近年来,中国商业航天利好不断。从2012年起,我国积极鼓励军民融合《国务院关于创新重点领域投融资机制 鼓励社会投资的指导意见》明确指出,鼓励民间资本参与国家民用空间设施建设。完善民用遥感卫星数据政策,加强政府采购,鼓励民间资本研制、发射和运营商业遥感卫星,提供市场化、专业化服务。引导民间资本参与卫星导航地面应用系统建设。20164月,国家航天局表示十三五是中国航天发展的战略机遇期,支持商业航天发展。正在启动的我国首部航天法立法中,商业航天也是重要板块。

作为国内商业航天产业的先行者,国内首家商业火箭公司——航天科工火箭技术有限公司去年2月在湖北武汉成立。刘石泉介绍,这家公司成立仅两个月即签订了首个商业发射服务合同。去年10月,中国长征火箭有限公司也正式亮相,宣布将推出面向商业市场的快响应、低成本、高可靠的空间发射服务,并提供从搭载发射到卫星组网的全套系统解决方案。此外,国内目前也涌现出不少主打航天高科技的小型创业公司,商业航天热开始发酵。

张镝说,快舟一号之后,快舟十一号将很快加入商业火箭阵营。快舟十一号快舟一号的加强版,运载能力将提升5倍,可用来发射轨道更高的小卫星。它采用的是航天质量管理+民营企业经营体制相结合的全新研发模式,已进入工程研制,预计2017年首飞。目前,已有意向订单10多个,首发成功后将正式接单。

对中国的商业航天来说,目前仍处在起飞阶段,将面临不少挑战和障碍。就商业发射而言,梁纪秋认为,未来要为小卫星及微小卫星客户提供更新更好的一站式客户体验,通过技术创新手段,采用标准化思维,引入民营企业高效、灵活的经验及技术,广泛吸纳社会资本、市场参与,综合提升火箭的可靠性和性价比。

 


文汇报 2017 1 10

我国在主要科技领域和方向上已“占有一席之地”

从“跟跑者”向“并行者”“领跑者”转变(节选)

本报讯 (驻京记者郭超豪)2016年度国家科学技术奖励大会19日在北京举行。中国科学院物理研究所赵忠贤院士和中国中医科学院屠哟哟研究员荣获国家最高科学技术奖。大亚湾反应堆中微子实验发现的中微子振荡新模式279项成果和5名外籍专家、1个国际组织荣获国家科学技术奖。

国家科学技术奖励办公室副主任陈志敏表示,从这次的获奖成果,特别是高等级奖项总体水平看,我国在主要科技领域和方向上已占有一席之地,正从跟跑者并行者”“领跑者转变。

标志性成果提升中国的世界影响力

此次国家科学技术进步奖特等奖授予了第四代移动通信系统(TD-LTE)关键技术与应用和北斗二号卫星工程。陈志敏评价道,以移动4G、北斗导航为代表的一批重大科技成果,扭转了我国核心技术和知识产权受制于人的被动局面,重塑了世界产业格局,是我国创新驱动发展的成功范例。

 


文汇报 2017 1 10

快舟一号开启商业航天新业态

航天(2017 年 1 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲小型运载火箭成功发射吉林一号灵巧视频03星,同时搭载行云试验一号、凯盾一号两颗立方体星。新华社发

 

据新华社甘肃酒泉19日电 (记者李国利 胡喆)91211分,我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲小型运载火箭成功发射吉林一号灵巧视频03星,同时搭载行云试验一号、凯盾一号两颗立方体星。这次任务采用纯商业发射合同组织形式,完全按市场行为运作,是快舟火箭的“商业第一单”,标志着我国在商业航天领域迈出新步伐。

快舟一号甲小型运载火箭是在快舟一号火箭基础上适应性改进的一型低成本、高可靠性的通用型固体运载火箭,采用国际通用接口,可为300kg级及以下低轨小卫星提供发射服务,具有发射成本低、准备周期短、保障条件少和快速集成、快速入轨等特点。

吉林一号灵巧视频03星是新型多功能遥感观测卫星,主要用于获取目标区域高清彩色视频影像,为国土资源监测、林业普查、环境保护等领域提供信息支持服务。行云试验一号卫星是低轨窄带卫星通信系统首颗试验验证星,主要验证低轨短报文下行通信技术。凯盾一号卫星是新一代海事卫星(VDES)统的首颗试验验证星。

 


科技日报 2017 1 11

“北斗三号”今年7月首发

2020年完成其35颗卫星组网

科技日报讯 (记者付毅飞)“‘北斗三号’计划在今年7月左右进行首次发射,将实施数次一箭双星发射,年内一共计划发射68颗。”北斗二号工程卫星系统总师杨慧日前向科技日报记者透露。

据了解,根据北斗系统“三步走”发展战略,我国正按计划实施北斗三号卫星导航系统建设。计划在2018年完成18颗全球组网卫星发射,率先为“一带一路”沿线国家提供基本服务;2020年建成世界一流的全球卫星导航系统。

杨慧表示,18颗卫星在轨道上合理分布,从数学角度已经符合在全球任意位置同时看到4颗卫星的要求,但考虑遮挡等约束条件,真正实现全球组网至少需要24颗卫星。而我国将在2020年前后完成35颗北斗三号卫星的组网,为全球用户提供服务。

“北斗三号”系统的建设独具特色。杨慧说,“北斗三号”系统采取了星间传输、地基传输功能一体化设计,实现了高轨、低轨卫星及地面站的链路互通。“在地球另一面的北斗卫星,虽然我们‘看不见’,但我们头顶的北斗卫星能与它们取得联系。”

据北斗二号卫星工程总设计师助理郭树人介绍,我国自2015年以来已成功发射5颗北斗全球导航试验星,目前已完成试验验证,基本固化了北斗三号卫星的状态。此外我国力争在2030年前建成以北斗系统为基石的国家综合PNT(定位、导航、授时)体系,显著提升时空信息服务能力。

 


科技日报 2017 1 11

北斗民用用户已达千万级

科技日报北京110日电 (记者李禾)10日,记者从第二届北斗民用推进会上获悉,北斗系统投入应用以来,一直保持稳定运行,始终处于良好工作状态;截至目前,北斗民用用户已达千万级。

中国卫星导航定位应用管理中心负责人付勇说,中国北斗卫星导航系统核心技术取得突破,整体应用已进入产业化、规模化、大众化、国际化新阶段。目前北斗全球系统建设正在加速推进,已发射5颗试验卫星,根据后续组网建设计划,预计2018年覆盖“一带一路”国家,提供基础服务,2020年前后具备覆盖全球的服务能力,全球系统在定位授时精度、抗干扰、系统容量等性能方面相比北斗二号将有大幅提升。

无源定位指只需接受卫星信号,不需发射无线电波就可实现定位。监测数据表明,无源服务方面,北斗系统整体性能全部满足设计要求,特别是定位精度、授时精度等关键指标明显优于设计指标。提供位置报告12亿次,短信服务61亿次,双向授时服务9000余万次。去年全年用户量及服务量均明显增加,全年入网注册用户量逾7万,有源定位服务2.5亿次,短信服务30.8亿次,双向授时服务833万次。

 


科技日报 2017 1 11

快舟一号甲实现“一箭三星”发射

科技日报讯 (记者付毅飞)记者9日从中国航天科工集团公司获悉,当日1211分,我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲小型运载火箭,成功发射吉林一号灵巧视频03星,同时搭载行云试验一号、凯盾一号两颗立方体星。

此次任务采用纯商业发射合同组织形式,完全按市场行为运作,是快舟火箭的“商业第一单”,标志着我国在商业航天领域迈出新步伐。

快舟一号甲小型运载火箭由航天科工集团四院研制,是在快舟一号火箭基础上进行适应性改进的一型通用型固体运载火箭。其采用国际通用接口,可为300kg级及以下低轨小卫星提供发射服务,具有发射成本低、准备周期短、保障条件少,以及快速集成、快速入轨等特点。

吉林一号灵巧视频03星是新型多功能遥感观测卫星,主要用于获取目标区域高清彩色视频影像,为国土资源监测、林业普查、环境保护、交通运输、防灾救灾等领域提供信息支持服务。行云试验一号卫星是低轨窄带卫星通信系统首颗试验验证星,主要验证低轨短报文下行通信技术。凯盾一号卫星是新一代海事卫星(VDES)系统的首颗试验验证星,主要验证星载接收机以及其算法可靠性。

 


科技日报 2017 1 11

放眼世界,航天舞台谁最“闪亮”

本报记者李 伟 张 强 姜 靖

航天(2017 年 1 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

研制人员与多用途飞船缩比返回舱合影

 

近日,各种机构评选的2016年中国/世界十大航天新闻新鲜出炉,评选结果却惊人一致:中国航天收获满满,以“新一代运载火箭长征五号首飞、天宫二号与神舟十一号载人飞行、中国研制的世界首颗量子科学实验卫星成功发射”等多项重大工程,跻身世界航天十大新闻。这在历届评选中并不多见。

最让人惊喜的是,我国全年宇航发射次数超过了俄罗斯的17次,以22次的成绩与美国并列世界第一。“2016年中国航天大丰收年,亮点很多,这说明中国航天人才转型已经成熟,而世界航天人才正处于转型期。”航天知名院士张履谦如是评价。

有网友还罗列出了近一两年来美日俄等航天大国发射失败的多个案例。乍看之下,颇有一种“我最闪亮”的恍惚感。究竟真相是怎样?记者走访了多位航天领域的专家。结果发现,与不明真相的吃瓜群众相比,业内人士则冷静得多。

俄罗斯

航天领域有很多六七十岁的人,年轻人很少,很多人才都流失到了美国和其他国家地区,或者从事其他工作。

当地时间2016121日,俄罗斯从哈萨克斯坦拜科努尔发射的联盟-U火箭,已确认发射失败。事实上,联盟系列火箭从1960年开始研制,总体设计非常成功,而且发射次数非常多,是世界上最可靠的火箭系列之一。其中联盟-U火箭自1973年首飞到2011年期间,发射745次,失败21次,成功率达97.2%。但近年来,包括联盟-U在内的俄系火箭却频频出现发射事故。

国防科技大学航天科学与工程学院赵勇教授从技术层面分析认为,目前俄罗斯火箭主要是采用冷战时代积累的导弹技术(R-7洲际导弹家族、UR-500“质子”洲际导弹家族),以及最传统的多级结构即24级运载火箭。其优点在于荷载比高、结构紧凑,但同时也带来了构型复杂度高、可靠性相对低的问题。“并且,俄罗斯处于高纬度地区,导致火箭升空后必须依靠上面级采取自动多次重复点火技术,这也增加了发射程序上的复杂度,降低了成功率。”

另一方面,中国工程院院士、中国运载火箭技术研究院运载火箭系列总设计师龙乐豪指出,导致俄罗斯航天发射可靠性变差的原因,其实与俄罗斯军工、科技领域的衰弱原因相同。苏联解体后,昔日航天老大俄罗斯遭受重创,国力衰弱,经济萧条,航天经费压缩,航天领域吸引力下降,加剧了航天人才的流失。

龙乐豪至今仍记得十四五年前去俄罗斯参观时的细节:“(航天领域)有很多六七十岁的人,年轻人很少,很多人才都流失到了美国和其他国家地区,或者从事其他工作。”

在龙乐豪看来,俄罗斯火箭发射失败率提高,相当程度上也是由于长期以来管理混乱导致,甚至会出现“计算错误、多加了推进剂,少加了推进剂”等低层次错误。

  

美国航天业从以国营为主导转向民营企业深度参与的过程中,火箭发射成功率仍接近90%,不算低。

实际上,冷战结束后,美国也明显放缓了探索太空的脚步,载人登月、登火星、下一代航天飞机、空间站等重量级项目要么一推再推,要么干脆取消。“近年来,美国也屡次出现发射失败的事件。这些失败的任务中,有很多是商业公司的行为,比如SpaceX。”赵勇说。

确实如此,SpaceX公司的很多失败尝试拉低了美国发射成功率的平均值,但它在体制机制层面

为美国航天带来的突破“有目共睹”,也很有可能影响世界航天事业的未来走向。

在美国,航空航天领域的事儿还是得听宇航局老大的,政府几乎主导了所有航天发射与科研项目,各大私营航空航天企业能力再强也打了N年工,无非就是赚取政府拨出的项目预算,按照具体要求研发产品或提供服务。所以说,美国航天业的“国营性质”与俄罗斯和中国没什么不同。

但近年来,越来越多的商业公司或民营企业也涉足航天领域。如SpaceX公司在没有政府立项和预算拨款的情况下,自行研制的“猎鹰”9号火箭成功完成了陆上和海上回收试验,这让美国国家航空航天局对SpaceX的态度从最初的怀疑转为支持。关键是,SpaceX公司公布的发射费用不到联合发射联盟(ULA)发射平均值的九分之一。

SpaceX公司尝试过很多创新,不断探索,不断失败。2016年,发射之前的地面静态点火实验就失败了。但这是可以理解的。”龙乐豪说。在他看来,美国航天业从以国营为主导转向民营企业深度参与的过程中,火箭发射成功率仍接近90%,不算低,“火箭发射属于高技术高风险行业,民营企业熟悉和适应都需要一个过程,难免出现失误。”

赵勇也认为,美国政府为了抢夺商业发射的市场、激活运载火箭工业,通过政府对私人企业支持,节约了大量经费,促进了市场繁荣,增强了美国企业在航天发射领域的长期竞争力。

  

中国航天发射进入密集期是多年来稳扎稳打的客观效果,但在航天高精尖领域的科技实力与美、俄、日、欧相比,很多方面都存在一定差距。

2016年的确是中国空间活动的高峰年,这一方面与航天任务的周期性有关,另一方面也与航天活动的规模不断扩大、社会效益越来越显著、受关注程度越来越高有很大关系。”来自一线的科研人员、中国航天科工二院研究员杨宇光直言,航天活动也分大小年,中国航天发射进入密集期是多年来稳扎稳打的客观效果,但不能否认的是,在航天高精尖领域的科技实力与美、俄、日、欧相比,很多方面都存在一定差距。

“航天发射次数增多一定程度能发映出航天事业的活跃程度和规模。2017年的发射次数或将比2016年还多,从规模频次上看的确呈现出一种‘上升期’的客观效果。”但杨宇光随即指出,俄罗斯前年曾发射过26次,“我们并没有超过它近年来高峰期的次数,而他们在冷战时期的发射次数更多。”

龙乐豪告诉记者,有限统计数字显示,19572015年间,全世界一共发射火箭5458次,世界平均发射成功率为91.5%,美国是1596次,成功率是88.7%,苏联和俄罗斯是3214次,成功率是93%。中国是204次,成功率是95.5%,位居全世界发射成功率之首。“中国这种高成功率跟我们的发射次数少有关。”

对此,赵勇也认为,“成功率高不一定代表技术就更先进或更发达。”在他看来,航天发射是一个庞大的系统工程,包含技术层面和管理层面的多方因素。提高航天发射的成功率,应该至少从这两方面着手。“技术方面,主要是如何提高运载火箭的可靠性,如高水平设计、发射前的充分试验等。管理方面,则涉及从设计到发射等全流程的各个环节。”

不可否认的是,近年来由于国家在战略层面的高度重视,以及一系列重大航天工程的连续实施,一批又一批青年学子加入了航天事业的大军。“尤其是杨利伟飞天之后,往我们这里投简历的毕业生逐年增多。”杨宇光说,很多关键领域都是年轻人在挑大梁。

正如记者了解到的,赵勇今年刚刚40岁,却早已是天拓一号卫星的主任设计师和天拓三号卫星的常务副总师。而在中国航天界比他年轻的人才还有很多。

“人才就是在一次又一次的实战任务中培养出来的。”西昌卫星发射中心技术部火箭测发高级工程师周翔对此也感受很深。他认为,这两年频繁紧密的发射任务对打造发射领域的杰出人才有显而易见的积极作用。

 


中国科学报 2017 1 11

摘得2016国家科技进步奖特等奖

北斗二号导航中国

本报记者 丁佳

“我国要成为航天强国,卫星导航系统是‘标配’,是必须要有的‘利器’。”

19日,国家科学技术奖励大会在京召开。北斗二号卫星工程荣获国家科技进步奖特等奖。在这样一个特殊的历史节点上,北斗二号卫星工程原副总设计师、北斗系统高级顾问李祖洪对《中国科学报》记者如是说。

四个“第一”

北斗二号卫星工程是国家科技重大专项,是我国北斗卫星导航系统建设“三步走”发展战略承前启后的关键一步,其任务是建成覆盖我国及亚太地区的北斗二号卫星导航系统,满足我国经济社会发展和国防军队建设需求,保障国家安全和战略利益。

工程自20048月立项以来,历时8年完成研制建设,建成了由14颗组网卫星和32个地面站天地协同组网运行的北斗二号卫星导航系统,并于201212月正式向我国及亚太地区提供导航、定位、授时和短报文通信服务,服务区内系统性能与国外同类系统相当,达到同期国际先进水平。

全国300多家单位、8万余名科技人员参加了研制建设工作。如中科院上海天文台从承担北斗一代、北斗二代设备研制任务至今已有近十年,是中科院承担任务最多的单位之一。

据悉,上海天文台主要承担了信息处理系统、时间频率系统和激光测距系统的研制任务。同时,成功开展了北斗卫星的星地激光时间比对测量,获得了高精度测量数据,圆满完成了北斗导航卫星激光时差测量仪研制项目。

2012年,上海天文台研制的系统参加了我国卫星导航系统的联调联试工作,保证了我国导航系统的正式开通服务。2013年,上海天文台获得了北斗先进集体荣誉称号,也成为本次国家科技进步奖特等奖获奖单位。

而另一个获奖单位,中科院国家授时中心在北斗任务中承担了系统时间溯源、GNSS时差监测、时间频率体系及原子钟研制等多项关键技术攻关任务,在北斗系统的建设和发展中发挥了重要支撑作用。

北斗二号卫星工程总设计师助理郭树人认为,工程实现了国际卫星导航领域和我国航天领域的多个首创,走出了一条符合我国国情、独具我国特色的卫星导航系统发展道路。

“北斗二号卫星导航系统取得了‘四个第一’。”他说,“一是国际上第一个多功能融为一体的区域卫星导航系统,二是我国第一个与国际先进系统同台竞技的航天系统,三是我国第一个面向大众和国际用户服务的空间信息基础设施,四是我国第一个复杂星座组网的航天系统。”

然而,这些“第一”的取得谈何容易。北斗二号是为实用而创新,在资源有限的环境下,从设计到产品,各个环节都有大量空白等待填补。

“北斗就是要打‘中华牌’”

北斗二号卫星工程卫星系统总设计师杨慧还记得,当年他们去国外求购一台星载铷原子钟时,却被对方告知:“如果你们买了,伽利略(注:欧洲研制的卫星导航系统)就不买了。你们能不能等他们先挑完了再来?”

这件事让杨慧感到深深的耻辱。星载原子钟被称为导航卫星的“心脏”,是北斗卫星导航系统的核心技术。该技术之前仅为少数西方国家所掌握,在我国属技术空白,能否突破关乎北斗系统建设的成败。杨慧感到,在这些“卡脖子”的关键产品、关键技术上,我国只能凭借自己的力量实现国产化。

中科院武汉物理与数学研究所在这个困难时刻挺身而出。该所研究人员对星载铷原子钟一系列关键技术开展攻关,对原子钟精度、小型化、寿命、可靠性和卫星环境适应性的研究取得系统成果。

武汉物数所研制的星载铷钟产品,性能指标与美国GPS系统的同期技术相当,居国内领先、国际先进水平,批量用于北斗卫星,为北斗系统如期建成和运行服务发挥了关键作用。

该成果使我国星载原子钟技术实现了从无到有的跨越,打破了国外的技术垄断,突破了北斗系统工程的技术瓶颈,对提升我国原子钟和空间技术水平起到重要作用。

由于在星载原子钟方面的贡献,武汉物数所也成为本次国家科技进步奖特等奖获奖单位,团队负责人梅刚华成为获奖个人。

“国产化是北斗卫星导航系统的一大闪光点。”李祖洪说,“我们北斗就是要打这张‘中华牌’。”

从区域走向世界

如今,随着北斗二号卫星工程建设的圆满完成,我国从根本上摆脱了对国外卫星导航系统的依赖,彻底掌握了时空基准控制权、卫星导航产业发展主动权、国际规则制定话语权,为我国经济建设和国防安全提供了有力保障。

作为服务国际社会的公共产品,北斗卫星导航系统已成为代表我国的一张“国家名片”。目前,北斗二号卫星导航系统可服务50多个国家、30多亿人口,成为联合国确认的四大核心供应商之一。

根据北斗系统“三步走”发展战略,在确保北斗二号卫星导航系统稳定运行、推进系统应用的同时,团队正在按计划实施北斗三号卫星导航系统建设。2015年以来已成功发射5颗新一代北斗导航卫星和2颗区域服务备份卫星,2016年已完成新一代北斗导航卫星试验验证,基本固化新一代北斗导航卫星状态。

郭树人介绍,北斗三号卫星工程计划在2018年前后完成约18颗全球组网卫星发射,率先为“一带一路”沿线国家提供基本服务;2020年形成全球服务能力,建成世界一流的全球卫星导航系统。

“北斗二号建设运行的12年来,我们团队付出了很多,这次能够获得国家科技进步奖特等奖,是国家对我们过去工作的肯定。”李祖洪说,“这个荣誉也会激励北斗团队继续努力,把北斗三号建好,实现国际领先。”

 


人民日报 2017 1 11

飞船就是我的恋人

王鹏鹏

经过了在轨774小时,近506圈飞行,在上百长城报告的通报后,时间终于定格在201611181400,看着大屏幕显示神舟十一号飞船返回舱安全着陆,当时坐在北京飞行控制中心指挥厅的我们紧绷了30多个日日夜夜的心终于安放下来。这也是我2016年最值得兴奋的一件事。

在任务成功后被记者问及对工作的感受时,我不假思索脱口而出的是恋人听到这个词记者眼圈红了,我心里也轻轻一震,原来我一直为之奋斗的工作在我的生命中已经占据了如此重要的地位。从相逢时的懵懂、崇拜,到相识后的摩擦、默契,飞船、航天事业对我而言已是渐渐融入生命的相许,是与之一路携手前行共同成长的美好愿望。

还记得六年前带着家人和老师的期许,带着一份神圣的心情,带着航天院校学生特有的航天情怀来单位报到,看着外形个性十足的交会对接楼,想着翱翔太空的飞船从这里诞生,心中的激动无以名状;还记得报告中的小数点后几位级别的错误,被打回来修改多次,只要是报告里的数据都会作为本型号任务期间以及后续型号研制的重要依据,不容丝毫差错;还记得一个信号的微小跳变,总师总指挥亲自带领团队通过两白加黑查到原因,没有什么现象是莫名其妙的,任何细小疑问都要在地面上彻底解决,才能保证天上的安全;还记得为充分利用在轨关键弧段的两三分钟,使飞行方案更完善,整个飞控团队日夜兼程,轻伤不下火线……

飞船研制是一项系统工程,成千上万的人构成研制团队共同完成这项任务,由于载人航天,人命关天的特殊性,对安全性要求高之又高,参与其中的每个人都应该是一个可靠的环节,重要性不容小视严、慎、细、实,真正融入这个行业后渐渐体会到这四个字的分量,才明白了这背后凝结了多少汗水,创造出这来之不易的成功需要付出多少辛劳。

从入职到现在,经历了飞船的成长,经历了载人航天的腾飞,我自己的小小梦想也依托着祖国的航天大梦想在慢慢长大。咿呀学语的孩子听到我在电视里说出长城报告,指着电视说是妈妈话,我内心无比激动。有的事业给人带来财富,有的事业给人带来快乐,我们的事业带来的是为祖国圆梦的骄傲,为后世筑梦的使命。

珍惜今天来之不易的辉煌成就、继承精益求精的优良作风,怀着对祖国、对航天的责任与担当,希望能沿着这条心路历程走下去,创造下一个成功、下下一个成功……

(作者为航天科技集团五院载人飞船系统电总体设计师)

 


文汇报 2017 1 11

北斗系统将于2020年覆盖全球

2018年率先覆盖一带一路国家

新华社北京110日电 (记者黎云) 记者10日在第二届北斗民用推进会上了解到,中国北斗系统在国民经济和国防建设各领域应用逐步深入,核心技术取得突破,整体应用已进入产业化、规模化、大众化、国际化的新阶段,预计将于2018年率先覆一带一路家,2020年覆盖全球。

中国卫星导航定位应用管理中心主任付勇介绍说,北斗系统投入应用以来,一直保持稳定运行,始终处于良好工作状态。截至目前,北斗民用用户已达到千万级。无源服务方面,监测数据表明,系统整体性能全部满足设计要求,特别是定位精度、授时精度等关键指标明显优于设计指标。累计提供有源定位服务12亿次,短信服务61亿次,双向授时服务9000余万次。其中,2016年全年用户量及服务量均增加明显,全年入网注册用户量逾7万,有源定位服务2.5亿次,短信服务30.8亿次,双向授时服务833万次。

目前,北斗全球系统建设正在加速推进,已发射5颗试验卫星,根据后续组网建设计划,预计将于2018年率先覆盖一带一路家,提供基础服务,2020年前后全面建成,具备覆盖全球的服务能力,全球系统在定位授时精度、抗干扰、系统容量等性能方面比北斗二号将有大幅提升。

本届北斗民用推进会由中国卫星导航定位应用管理中心主办,会上发布了最新版《北斗导航民用服务资质单位名录》和《北斗导航产品质量检测机构名录》。付勇表示,中国卫星导航定位应用管理中心将持续提升北斗系统服务性能,不断完善北斗应用服务体系,大力推广国内普及化应用,积极拓展北斗国际化应用,始终坚持和平利用、平等互利、共同发展的原则,开放兼容、合作共享,推动北斗系统步入大发展大交流大合作的新时代。

 


科技日报 2017 1 12

世界首颗3D打印卫星将入轨

Tomsk-TPU-120”是俄罗斯第一颗外壳借助3D打印机制成的卫星,在设计时考虑了多级动态模拟结果。采用这些技术可大大缩短研制时间,减少实际试验次数,还能找到新的材料和设计方面最佳解决方案,以降低项目成本。

托木斯克工业大学高技术物理学研究所所长雅科夫列夫表示,在发射运载飞船时,航天设备及其有效载荷将承受剧烈的震动,可能导致其毁灭。因此,研究和设计这类结构时应考虑到它们的动态加载。

研究人员在该大学的最新项目中采用了新的多级技术,设计考虑了结构部件及材料的内部结构。因此,研究人员在数字设计阶段时,就可以进行最大程度接近现实的虚拟实验。

雅科夫列夫进一步解释称,把每公斤有效载荷运到轨道需要大笔资金,为了保证在飞船上升时卫星部件和结构的完整性,需要利用多个安全节点。采用3D打印这一新生产技术的动态模拟,可大大减少结构重量,同时又不改变其牢固特性和抗震动性。

据悉,此次试验只是研发不同用途小型卫星长期工作的第一阶段。

 


中国科学报 2017 1 12

站在北极圈以北

——记中国遥感卫星地面站北极站建设者

本报记者丁佳

基律纳,北极圈内的瑞典北部城市,一个以铁矿和冰雪著称的旅游胜地。2016年底,中国遥感卫星地面站北极接收站在这里的航天中心通过验收,并投入试运行。

北极站位于北纬67°53’、东经21°04’,北极圈以北约200公里处,是中国第一个在海外建设的陆地卫星接收站。第一次看到沉浸在极光中的北极站照片的人,都会感叹它的美丽。然而,只有亲历过建设过程的人,才知道这枚指向天空的天线,凝聚了多少人的智慧和汗水。

20161121日至124日,中科院遥感与数字地球研究所遥感卫星地面站北极接收站数据接收系统主任设计师韦宏卫和北极接收站数据接收系统主管设计师林波涛、北极接收站数据记录系统主管设计师万广通等人来到这里,执行北极站试运行前的分系统测试任务。

北极站不具备住宿条件,大家住在基律纳航天中心下设的旅馆,距离北极站有几公里山路。这让大家暗自庆幸,因为中心冬季业务繁忙,往年旅馆基本是爆满。如果住在基律纳市内,去站里单程就40多公里。

40公里听来不远,但在北极圈里,就是另一回事了。大雪天时,鹅毛大雪会顷刻盖满车窗,道路全部被覆盖,常常找不到行进方向。而基律纳自10月开始就会慢慢进入极夜,11月底,每天上午9点天亮,下午2点天黑。天一黑,视线更加模糊,雪天摸黑行车每天往返至少需要2~3小时。

北极站属于无人值守站,除了天线系统,只有一个44平米的机房。机房是封闭式的方舱,里面摆了7个设备机柜、2个空调、2个文件柜、1个配电柜、1UPS控制柜、1组大功率电池组以及其他物件若干,一屋子装得满满当当。

这里也是测试人员的工作地点。

“窄小倒没关系,主要是噪音大,最高时可达110分贝,相当于飞机起飞时螺旋桨的声音。”韦宏卫说,“我们还不能戴耳罩,因为我们得说话,得讨论问题。不过慢慢也习惯了,毕竟我们待的时间短,而建设方一待就是两个月。”

北极站是在海外建站,凡是来这里的,每个人都带着一堆“硬任务”。这要求每个人不仅能独当一面,还得当多面手。而韦宏卫等人的主要任务是试运行前最后一次系统测试,几个人丝毫不敢有一点松懈。

“这么大的一个系统工程,这样的工作环境,总有百密一疏时。”韦宏卫坦言,“这种情况下,一是提前做好预案,二是竭尽所能想办法,第三就是见机行事、见招拆招。大家既是系统测试人员,也是软硬件工程师,偶尔客串电装工人、焊接工、扫雪工,当然还少不了要当司机、厨师。”

有一次,天线中心体内的设备出了点故障,需要爬进10余米高的天线中心体内进行检修。当时刚下完大雪,室外温度零下20℃,落在中心体舱门上的积雪融化后又结了冰。

当工作人员爬上中心体时,发现舱门被冻住打不开,凿了20分钟冰未果。为了不耽误工程进度,工作人员又带着加热器爬了上去,捧着加热器蹲在门外烤了2个小时冰,才成功将舱门打开,实施检修工作。

“那天我们折腾了一天,就干了这一件事。”韦宏卫说,“苦肯定是苦,但是能见证这么一个大的工程在海外建成,我们又感到特别骄傲。”

几天后,韦宏卫等人的辛苦有了回报。历经两年建设完成,具有全天候、全天时、多种分辨率卫星接收能力的北极站,将进一步拓展中国对全球遥感数据的接收获取能力,帮助中国向遥感强国的梦想再迈出一大步。

 


人民日报 2017 1 12

着眼未来,抢占信息社会战略制高点

冯江源 冯 骥

航天(2017 年 1 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

20168月,在酒泉卫星发射中心,量子卫星“墨子号”星罩组合体吊装,与运载火箭对接。

  新华社发

 

航天(2017 年 1 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

科研人员模拟地面望远镜向量子卫星发射信标光。

  新华社发

 

航天(2017 年 1 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

美国量子信息与计算机科学联合中心的研究人员在讨论量子信息技术。

资料图片

 

随着201611月中旬墨子号量子卫星顺利完成在轨测试,正式开始科学实验,2016年底量子通信骨干网京沪干线全线贯通,我国将构建起全球首个天地一体化的实用性广域量子通信网络。当下,围绕量子科技领域的研发,美国、欧盟、日本等都在激烈拼夺,争相抢占创新制高点。一旦取得重大突破,相关国家及整个世界的经济、政治、安全格局都将为之改观

构建天地一体化科学实验体系

全球首颗量子科学实验卫星墨子号成功发射,使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子科学实验体系。

墨子号在升空入轨后的未来两年里,卫星和地面站将共同执行三大科学任务:星地高速量子密钥分发、星地量子纠缠分发、星地量子隐形传态。其中,星地高速量子密钥分发,即在高精度捕获、跟踪、瞄准系统的辅助下,建立起卫星与地面之间超远距离的量子通道,实现卫星与地面之间的诱骗态量子密钥分发,开展无条件、安全的星地量子保密通信实验,量子密钥初始码产生率可达到约10Kbps,这就为建立全球范围的量子通信网络打下了技术基础。

通过发射卫星来建立天地之间的量子通信网络,根本原因是由于地面信号传输多以光纤为媒介,传输过程中信号损失严重,光纤传输的量子通信信号在200公里以后就几乎被吸收殆尽。若想实现远距离的量子通信传输,就必须在地面设立多个信号中继站。

而光或量子在穿透地球上空大气层的过程中其能量损失仅为20%,也就是说,天地之间虽然远隔成千上万公里,光或量子在其间传输损失却远远低于在地面光纤网络中传输的损耗。这样,利用太空中的量子卫星作为地面网络的中转站,并设法将地面多个城市中所建立的城际量子通信网络连接起来,由此便可极大地提高量子通信的效率。

为了墨子号升空入轨后顺利实施科研任务,人们早已在地面上建设了量子通信地面站,除了位于河北兴隆、青海德令哈等地的地面站外,还有位于西藏阿里的量子隐形传态实验站,它们与量子卫星一起共同构成了全匹配的天地一体化量子科学实验系统。再加上设在奥地利维也纳和格拉茨的地面站等,量子卫星及在地面建设的多个地面观测站,就俨然一体地协同组成了一张前所未有可整个覆盖地面和空间的无比巨大的实验网络。

2016年底,全长约2000公里的广域量子通信骨干网络工程京沪干线付使用,这一大尺度量子通信技术验证应用和示范平台既连接北京、上海,又贯穿济南、合肥等地,高安全、可拓展、军民融合,将成为全球已开通的最长量子保密通信骨干网络,为政府机关、金融机构等提供高安全通信服务。201611月,我国第二条量子保密通信干线武合线(武汉至合肥)正式签约开建。

墨子号量子卫星与京沪干线的结合,初步构建起中国天地一体化的广域量子通信网络,更加有力地推动量子通信技术深入应用,从而快速形成对国家经济社会发展具有强劲拉动作用的战略性新兴产业。

此外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职能。量子纠缠态是量子力学中的一种经典现象,即在多粒子量子系统中,一对具有量子纠缠态的粒子,哪怕相隔极远,当其中一个出现状态改变时,另一个的状态也会立刻发生相应改变。这种现象通常又被称作量子非定域性曾让爱因斯坦反复质疑,并引发了长期的争论和持续至今的各种检验。

有科学家在地球表面相距100公里的两地间成功地验证了量子非定域性,但仍未做到严格无漏洞的终极检验。通过量子卫星直接把这类实验带到外层空间去做,将在世界上首次进行距离达千公里量级的量子非定域性实验检验,这对人类加深了解和认识量子力学的基础理论、探索大自然更深奥秘意义重大。

量子卫星大大增强信息防御能力

量子卫星所承担的科学实验涉及领域广泛,具备远大的开发应用前景,势必成为未来技术创新的又一重要源泉。墨子号的成功研制与发射,使我国进一步扩大了在量子通信领域的国际领先优势,继而有利于实现国家信息安全和信息技术水平的跨越式提升。量子卫星的发射是出于科学目的,客观地看,也可用于解决一些对中国信息主权的攻击和侵犯,减少甚至避免频繁的外来网络攻击,显著增强我国的信息防御能力。

量子卫星还将大力推量子互联网包含有保密通信和大大超过传统互联网的分散计算能力)研究,我国计划在2030年前建立的量子卫星网络,无疑将升级地面量子计算机网络。天河二号等性能最强大的超级计算机需100年才能处理的任务,一台量子计算机只需0.01秒就能完成。

当然我们仍有大量工作要做,比如,需再继续发射将近20颗量子卫星、对太空和地面量子网络基础设施进行改造、制定各种通信标准等,只有形成全球性的一个个星座体系,才能全面建构起遍布世界各国的网络,也只有通过地面相应基础设施的重重配置,才能确保量子网络可分步按序连接到每一行业乃至千家万户。量子卫星的整个工程既需要量子传感、量子通信和量子计算等多方面的技术与手段来做保证,而且还必须达到捕获和跟踪情报、事件乃至现象的高精度以及与时间的精准同步,所有这些,都会涉及高精尖多项技术的集成以及最前沿多门学科的交叉。

这种待建的量子卫星网络具备高技术新型手段,可用于空间情报、监视、侦察平台,战术预警和攻击评估;指挥、控制与通信系统;导航、定位与环境监测等。如果跨入到量子卫星通信阶段,不管民用、还是军事,其应用领域都很广阔,既会让传统信息产业发生彻底变更,并会推动新兴信息产业包括计算机产业、卫星通信业、数据库业、音像视听业等达到愈加效能高、速度快、产出大和安全绝对保障的结果。

对众多产业具有全面拉动作用

量子通信不仅是一种全新的加密通信手段,并将成为新一代信息网络安全解决方案的关键技术和日益普遍的电子服务安全基石,成为保障未来信息社会的重要基础之一。

在容量大、质量好、覆盖面积广、快速灵敏、安全可靠等方面,量子信息技术正表现出比电子信息更加优越的特点。对未来制天权制信息权主动、牢靠掌握,不仅是一国政治、外交、军事的急需,也是一国经济必不可少的重要组成部分。

量子信息技术对未来众多产业具有辐射和全面拉动作用。根据目前已掌握的量子技术看,量子信息技术不仅在提高运算速度和确保信息安全上突破传统信息技术的极限,而且还能实现超高精度的测量,使信息技术的先进性达到新水平;通过量子模拟手段,人们将可更深入认识世界复杂体系的物理机理,积极开展微观操控物质特性的活动,发现全新的物质形态;经大量研究证实,人类的基本生命过程及认知过程很可能同量子相干和量子纠缠直接相关;在量子尺度上进行能量调控,可实现能量愈加高效转换,确保人类社会日益增加的能源需求。

量子通信对整个信息技术和其他相关产业的驱导、拉动贡献,关键在于该种通信能具有绝对安全、超大信道容量、超高通信速率、可远距离传输等本领。因为量子密钥分发过程中,每个信息都依靠单个光子传送,使之具备不可分割、不可克隆的特性,如果在传输过程中一旦受到干扰就会改变状态,接受方便可以发现,从而充分保证传输内容绝密。量子通信远距离传输,通过远距离量子态隐形传输和纠缠分发来实现。如今,量子态隐形传输和纠缠分发已通过量子卫星与地面间的量子中继器而达到真正实用化。

鉴于在自由空间光子损耗小,只要结合卫星帮助,将十分有可能在全球尺度上实现超远距离的量子通信和信息技术多样开发局面。以上各种技术既可以随时用来跟踪卫星和地面上的移动目标,往后亦能直接利用到以卫星为对象的跟瞄、通信和信息技术的其他开发项目。量子信息技术同空间技术产业、新能源技术产业、海洋技术产业等的贯通与渗透,前景广阔。

上世纪90年代起,全球范围的量子信息、量子通信研发就接连取得了突破性成果。主要大国都在争前恐后地将量子通信技术当作本国最优先发展的战略性科技来对待,围绕量子科技进行激烈拼夺、争相抢占该方面创新的制高点。近些年,美国和俄罗斯都部署了大型量子加密计算发展计划;奥地利、德国、意大利等国,也都纷纷要求同中国一起协作开发量子科技。只要这些主导领域一旦取得重大突破,相关国家及整个世界的经济、政治、安全格局必将会为之再次改观。

(作者单位分别为中国科学技术大学国际发展研究所、国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心)

航天(2017 年 1 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

  制图:蔡华伟

 


参考消息 2017 1 13

俄公布上月飞船发射失败原因

塔斯社莫斯科111日电俄罗斯国家航天公司111日宣布,进步MS-04号货运飞船去年12月发射失败的原因可能是异物进入了发动机泵内,或者发动机在组装时违反了技术操作规程。

公告指出:事故调查委员会成员得出下列结论:最有可能的失事原因是氧化剂泵发生燃烧受损,导致11D55发动机被毁,残片掀开了运载火箭第三级的O油箱的顶部。氧化剂泵之所以起火,很可能是异物进入其中,也可能是发动机组装违规——要么是螺旋推进杆与套筒之间、浮动套环与螺旋推进器之间的缝隙不合要求,要么是转子出现失衡和偏摆。

联盟-U火箭的O箱中装有氧化剂,充当液体燃料之用。

11D55发动机由沃罗涅日化学自动化装备设计局研发,并在当地机械制造厂生产。它使用煤油和液态氧为燃料。该发动机也安装联盟-FG箭上,后者发射的联盟载人飞船。

俄罗斯国家航天公司还宣布,近期内将出台计划,在火箭航天领域的企业及机构中推行重要举措,以确保MS-05号货运飞船的安全发射。后者的升空日期从22日推迟至21日。但公司并未透露将使用去年12月刚出过事的联盟-U联盟-2箭发射。

去年12月,在进步MS-04飞船发射383秒后,来自飞船的遥测信号消失。当时,它正好处于俄境内图瓦共和国上空、海拔约190千米。飞船的大部分碎片在进入稠密大气层时已经焚毁。

飞船原计划为国际空间站送去2.5吨重的各类物资,其中包括给驻站宇航员的新年礼物。

 


科技日报 2017 1 13

航天科工启动“行云工程”技术验证

2020年实现全球物联网信息共享

科技日报北京112日电 (记者付毅飞)记者12日从中国航天科工集团公司获悉,随着行云试验一号卫星近日成功发射入轨,该集团公司“行云工程”技术验证阶段工作全面启动。

“行云试验一号”是航天科工集团行云工程的首颗试验验证星,由该集团公司四院九部和西北工业大学联合研制。卫星平台基于标准2U立方星进行创新设计,有效载荷为L频段短报文通信设备。该星于19日由快舟一号甲运载火箭在酒泉卫星发射中心发射,在轨期间将主要验证L频段短报文通信、基于任务的电源管理等多项关键技术。

“行云工程”是航天科工集团推出的商业航天系列重大工程之一,旨在建立我国首个低轨窄带卫星通信星座系统。依据整体规划,星座包括56颗低轨卫星,采用“星地微波通信+星间激光通信”技术方案,实现全球范围内物联网信息的无缝获取、传输与共享,同时构建包括云计算、大数据等服务的信息生态系统。该工程计划于2020年前后全面建成,随后投入常态化运营,其应用领域包括野外数据采集、物流运输、安全监测、救灾应急等。

 


参考消息 2017 1 14

问与答:人类能否在太空中生育繁衍?

航天(2017 年 1 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

 

 


文汇报 2017 1 14

天舟一号飞船将于4月发射

本报讯 (记者张晓鸣)据中国载人航天工程网昨天消息,天舟一号货运飞船12日获得评审会与会领导与专家一致认可,顺利通过出厂设计评审。根据中国载人航天工程空间实验室任务规划,天舟一号货运飞船将于4月在海南文昌发射场由长征七号运载火箭发射。

112日,中国航天科技集团公司及所属中国空间技术研究院在北京联合组织召开了天舟一号货运飞船出厂评审会。与会领导及评审专家听取并审查了天舟一号货运飞船研制工作及质量报告,一致认为,天舟一号货运飞船按照研制流程完成了出厂前的研制工作,产品功能、性能满足飞行任务要求,技术状态清楚,试验验证充分,产品质量受控,出现的质量问题均已完成归零,针对可能出现的风险采取的措施有效,符合出厂放行准则要求,一致同意通过出厂评审。

货运飞船是载人空间站工程的重要组成部分,主要任务是为空间站(空间实验室)补加推进剂和运输货物,并将空间站废弃物带回大气层烧毁。天舟货运飞船采用型谱化方案,设计了全密封货物舱、半密封货物舱、全开放货物舱和推进舱4个模块,形成全密封、半密封和全开放货运飞船3种型谱,满足空间站不同货物运输需求。

天舟一号货运飞船为全密封货运飞船,起飞质量13吨,物资运输能力6吨,采用两舱构型。

 


新民晚报 2017 1 15

“猎鹰9”重返太空,成功实现海上回收

新华社洛杉矶114日电  经历去年9月爆炸事件后,美国私企太空探索技术公司9火箭14日重返太空,火箭第一级首次成功实现在太平洋无人船上软着陆。

搭载铱星通讯公司10颗卫星猎鹰9火箭当天从加州范登堡空军基地发射升空,这9去年8月发射一颗日本通信卫星后,首次成功执行卫星发射任务。

8分钟后,火箭第一级成功降落在太平洋海上无人船请看说明。这是太空探索技术公司首次在太平洋实现海上火箭回收,地面控制室传出经久不息的掌声欢呼声。

 


参考消息 2017 1 16

“猎鹰9”号成功复飞并回收

航天(2017 年 1 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

“猎鹰9”号火箭14日在加利福尼亚州发射升空。(路透社)

 

法新社华盛顿114日电太空探索技术公司 14 日在美国加利福尼亚州成功发射携带铱星通讯公司10颗小型通讯卫星的“猎鹰9”号火箭。这标志着在佛罗里达州发生的事故过去4个月后,“猎鹰9”号火箭复飞成功。

当地时间954分,“猎鹰9”号火箭按照预定计划从范登堡空军基地发射升空。火箭升空749秒之后,SpaceX成功地让一级火箭(41米高)降落在太平洋的驳船上。

这是该公司第六次成功完成这个精细操作。此前一级火箭三次降落于海上的驳船,两次降落在佛罗里达州的地面。通过回收运载火箭最昂贵的这一部分,SpaceX希望大大降低发射成本。

SpaceX创始人埃隆·马斯克发表推文称,升空约一小时后,“猎鹰9”号二级火箭将铱星通讯公司的10颗卫星(每颗重600千克)放置到距离地面620公里的低空轨道。这个过程持续了15分钟。

从现在到2018年初,SpaceX一共要为铱星通讯公司发射至少70颗卫星,用于“第二代铱星”计划。此次发射的是第一批的10颗。

本次发射被视为验证SpaceX是否真正发现去年9月发射事故的原因并加以改进的一次至关重要的实验。该公司总结认为,事故的原因在于位于二级火箭液态氧仓内的氦加压罐失灵。自1月初开始进行的静态点火试验结果令人满意,从而打开了复飞的道路。

不过,美国航空航天局(NASA)的一个重要专家咨询小组对“猎鹰9”号二级火箭的燃料供应过程持保留意见。根据最近公开的一份2016年度报告,该小组要求NASA在利用SpaceX向国际空间站接送宇航员之前仔细研究其系统的运行。

 


科技日报 2017 1 16

日本微型运载火箭试射“成功”变“失败”

新华社东京115日电 (记者华义)日本宇宙航空研究开发机构15日称,当天早晨的微型运载火箭试射失败。由于这一消息在中午时才发出,而通常发射失败在几分钟后就会报告,这让众多已报道“全球最小运载火箭发射成功”的媒体措手不及。

东京时间15833分(北京时间733分),宇宙航空研究开发机构从鹿儿岛县的内之浦宇宙空间观测所发射一枚全长不足10米的微型运载火箭“SS-5204号,计划将一颗超小型卫星送入太空。

但该机构当天午间发布声明称,火箭试射已经“放弃”,“火箭飞行第一阶段顺利,但之后我们就无法收到数据传输”。有官员称,火箭残骸目前已坠落在日本东南海岸附近的指定安全水域中。媒体预计,宇宙航空研究开发机构稍后会发布一份更详尽的报告,解释此次发射失败的细节。

按惯例,运载火箭发射失败几分钟后相关机构就会报告消息,而没有发布“失败”消息则被默认发射成功。但这一次,宇宙航空研究开发机构却直到3小时后才发布新的公告,还不直接说“失败”。这让包括《朝日新闻》在内的众多媒体措手不及,这些媒体已报道“全球最小运载火箭发射成功”。

此次试射的三级微型运载火箭“SS-5204号是在探空火箭“SS-520”的基础上稍作改良而来,全长9.54米,直径只有0.52米,重约2.6吨,被日本媒体称为“电线杆火箭”,是全球最小的能发射卫星的火箭之一。

这种微型火箭使用了一些民用部件,因此开发和发射成本较低,只需5亿日元(约合3000万元人民币),相当于日本中型运载火箭“埃普西隆”(全长26米)成本的十分之一、H2A运载火箭(全长53米)成本的二十分之一。

早前日本媒体称,相关技术今后如能向民间企业转移,将有利于提振本国航天产业。

 

 


科技日报 2017 1 16

“高科技”的日本,航天怎么“不靠谱”?

张梦然

在美国“猎鹰9”号火箭爆炸事故仅四个多月后恢复发射并完成海上回收的同一天,日本宇宙航空研究开发机构发射了一个全球最小火箭,电线杆大小,20秒后失联。于是停止第二段点火,宣告失败。

嗯?虽说航天发射不如意之事常有,但“高科技”国家当了这么久,航天材料研发世界顶尖的日本,何至于被对比得如此惨淡?

航天技术为的是全人类,单从这个角度看,谁家的东西发射失败我们皆应觉得惋惜——不过,一般人都没这么心宽。因为按坊间说法,日本可是一直在利用火箭助推器在研究弹道导弹,何况这次还是一个跟导弹所差无几的微型火箭。

但揣测完动机之余,我想说说日本军工与其民用工业的差距。因为火箭也好,导弹也罢,反映出的问题是互通的。

科技的最新进展,或者说最先进的技术,一直都被优先应用于军事。任何一个国家的尖端核心技术,也都是优先用于军事目的(日本不显露只是由于国际法),先进技术也大量诞生于此,并且许多技术最终逐渐转为民用,惠及国民经济。

可以说,军工是一国工业和科技水平的最高地,其水平高低,不仅是一国是否真正具备大国地位的标准,也决定着该国民用品行业的上限天花板。二战前的日本,毫无疑问是军民技术皆先进的世界强国。战败后,美国发起的朝鲜、越南两次战争给日本带来的订单,以及限制苏联与中国的战略需要,日本得到了美国的大力帮扶,产业体系被纳入美国为首的西方经济全球产业链,创造了经济发展的“奇迹”。

但美国不可能真心培养一个有可能挑战自身地位的对手,因而日本、韩国都只被允许发展民用工业,严格限制其军事工业发展。日本借着为美国代工的机会,从美国搞来些先进航天发动机制作经验。武器则花重金采购或名义上的联合研制,安全必须交由驻扎的美军保证。如此“偏科”的结果,就是日本索尼、韩国三星的辉煌之下,军工始终“半吊子”,航天继续“纸面最强”。

这并不是说日本无法独立造出先进武器,但在运载火箭及弹道导弹,甚至更为不容有失的领域,日本缺乏独立、完整研制自由和经验积累的弊端,必暴露无遗。

举个例子。大家可能听说过“日本三天能造出原子弹”的技术传说,当然首先要问问美国人让不让造;其次,如果第一次造出来的核弹,就用于“打不到敌人,自己必死”的核战,他们还真不敢。

话说回来,聊了这么久日本,难道是为了暗搓搓围观偷笑吗?个中道理其实摆在眼前:在面对西方国家于技术领域花样繁复的“围追堵截”,在别无选择的境况之下,国家崛起方向在哪?不过走上自主创新这一条路罢了。大国之间,惟有实力。

 


科技日报 2017 1 16

一箭十星,“猎鹰9”号摆脱阴霾再升空

火箭完成第五次海上回收

科技日报北京115日电 (记者张梦然)美国太空探索技术公司(SpaceX)的“猎鹰9”号火箭于北京时间115日凌晨成功执行2017年的首个发射任务,这也是去年爆炸事故后SpaceX的首次发射。其以一箭十星的方式归来,送铱星公司下一代通信卫星进入太空。

北京时间15154分,“猎鹰9”号在加州范登堡空军基地升空,约8分钟后,一级火箭平稳降落在太平洋的一艘驳船上,SpaceX第五次实现海上回收火箭。此次发射成功不但意味着该公司工作重回正轨、仍有将手中所握订单顺利完成的实力,也标志着铱星公司的全球手持卫星通讯网络焕发新生机。

201691日晚,“猎鹰9”号运载火箭于佛罗里达州卡纳维拉尔角发射场的一次常规测试中发生爆炸,一起损毁的还有脸谱(Facebook)公司租用的以色列航空工业公司卫星Amos-6。事发当时爆炸原因并不清楚,甚至在相当长一段时间内,SpaceX仍然对此事件的症结所在毫无头绪。SpaceX公司在此后暂停了所有发射任务,不过,作为坚定支持者和商业伙伴,美国国家航空航天局(NASA)仍声明对SpaceX公司保持信心。

而根据来自美国联邦航空管理局(FAA)、美国空军(USAF)、美国国家运输安全委员会的官员及专家调查小组最后给出的报告结果,SpaceX上一次事故是积聚在压力舱内低温液氧泄露所致。复合材料压力容器是用来储存氦的,但液氧在容器内胆与外层之间累积,导致起火引发容器破裂并产生爆炸。这一结论也经过多次测试的验证,让SpaceX得到了FAA恢复发射的批准。

SpaceX为避免再次发生同样事故,已给出全新的解决方案——他们改进了氦气的温度和注入方式,并进行了700次氦加注与卸载验证。但这仍是暂时的解决之道,为长远计,SpaceX将重新设计其压力舱。

总编辑圈点

任何科学技术的发展都需要一个过程。200多年前蒸汽机车试运行时并不如人意,震动强烈、浓烟滚滚,蒸汽机冒出的火焰甚至能把附近的树木点燃。在经历无数次更新换代后,如今的高铁不但可以贴地飞行,而且既干净又舒适。人类攻克科技难题的历程都如此,航天技术也不例外。SpaceX的火箭回收项目虽遭遇挫折并沉寂数月,却为摸索出全新解决方案做了铺垫。所以,对于创新,要多点耐心才好。

 


人民日报 2017 1 16

看!创新英雄们的风采(节选)

——2016年度国家科技奖获奖项目巡礼(下)

国家科学技术奖励大会19日在北京举行,党中央、国务院隆重表彰了2016年度获奖的科技工作者。

2016年度国家科技奖共评选出2名最高奖获奖人、279个项目、5名外籍专家和1个国际组织。虽然自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖三大奖总数进一步减少,成果却毫不减色,既有面向国家战略需求的重大项目,也有致力于服务经济社会发展、改善人民生活的科技创新。经国家科技奖励办公室推荐,我们选取部分获奖项目进行报道,展示创新英雄们的风采。

——  

航天(2017 年 1 月 B) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

北斗服务示意图。

  人民视觉

 

国家科技进步奖特等奖北斗二号卫星工程

国家名片 强劲引擎

本报记者  余建斌

历时8年,全国300多家单位、8万余名科技人员参加研发和建设,14颗组网卫星和32个地面站天地协同组网运行,201212月起正式向我国及亚太地区提供导航、定位、授时和短报文通信服务……

今年19日举行的国家科学技术奖励大会上,北斗二号卫星工程获得2016年度国家科技进步奖特等奖。这个与美国GPS、俄罗斯格洛纳斯并列成为世界三大卫星导航系统的北斗系统,建设规模庞大,技术复杂,实现了国际卫星导航领域和我国航天领域的多个首创,走出了一条符合中国国情、独具中国特色的卫星导航系统自主发展道路。

自主创新支撑北斗与国际先进系统同台竞技

北斗二号卫星工程是国家科技重大专项,是我国北斗卫星导航系统建三步走展战略承前启后的关键一步,任务是建成覆盖我国及亚太地区的北斗二号卫星导航系统,满足我国经济社会发展和国防军队建设急需,保障国家安全和战略利益。

北斗二号卫星工程原副总设计师、北斗系统高级顾问李祖洪研究员介绍说,北斗二号卫星工程由卫星、运载火箭、运控、应用、测控、发射场等六大系统组成。北斗二号卫星工程建设的完成,使我国拥有了完全自主的高性能北斗二号卫星导航系统,摆脱了对国外卫星导航系统的依赖,掌握了时空基准控制权、卫星导航产业发展主动权、国际规则制定话语权,为我国经济建设和国防安全提供了有力保障,也孕育自主创新、团结协作、攻坚克难、追求卓越的北斗精神。

北斗二号卫星导航系统具有四个第一十大创新的突出亮点。” 北斗二号卫星工程总设计师助理郭树人说,四个第一主要包括:国际上第一个多功能融为一体的区域卫星导航系统,导航定位、短报文通信、差分增强三种服务融为一体,后两个功能是国外系统所不具备的;我国第一个与国际先进系统同台竞技的航天系统,直面国际竞争,与美GPS、俄格洛纳斯等国外先进系统比性能、比服务;我国第一个面向大众和国际用户服务的空间信息基础设施,需要经受数以亿计的各类用户长期连续稳定使用的严苛考验;我国第一个复杂星座组网的航天系统,卫星与地面站星地一体组网运行。

在众多创新中,根据我国国情,北斗二号卫星工程在国际上首创用不同轨道的卫星组成混合星座,以最少卫星数量实现区域内最佳的导航功能。这个是非常具有创新性的设计理念和星座部署。同时,这种边建边用、以用促建,同时兼顾全球拓展的模式让工程建设取得较高效益。李祖洪说。

另外,自主研制的以星载原子钟为代表的一批国际先进水平核心产品,也打破了国外的封锁垄断,实现卫星关键部组件自主可控。

可服务50多个国家、30多亿人口

北斗已成为代表中国的一张国家名片。作为世界上第三个提供运行服务的卫星导航系统,北斗二号系统免费向亚太地区提供公开服务,定位精度优于10米,测速精度优于0.2/秒,授时精度优于50纳秒,其定位精度等技术参数与GPS民用信号相当,可服务50多个国家、30多亿人口。

据北斗二号卫星工程应用系统总设计师吴光辉介绍,北斗系统是联合国确认的四大核心供应商之一。北斗已进入国际海事、国际民航和国际移动通信组织标准体系,国际主流的手机芯片已支持北斗功能稳步推进北斗系统走出去也被纳入国家一带一路设规划。

卫星导航与互联网、移动通信并称为信息领域三大支柱产业。目前,我国已形成由芯片模块、应用终端、运行服务构成的较为完整的北斗产业链,构建形成了北斗产业保障、应用推进和创新三大体系。北斗系统已在关系国计民生、国家安全的多个重点领域和行业得到规模化应用,并从行业应用拓展到大众应用,进入千家万户。北斗系统也正与大数据、云计算、移动互联网等为代表的信息技术融合发展,推动 “北斗+”创新应用。

作为我国战略性新兴产业,北斗已成为助推我国经济发展的强劲引擎。展望未来的北斗计划,吴光辉说我们正在按计划实施北斗三号卫星导航系统建设,计划2018年前后完成约18颗全球组网卫星发射,率先为一带一路沿线国家提供基本服务;2020年前后形成全球服务能力,建成世界一流的全球卫星导航系统。

 

 

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