中央紀委國家監(jiān)委網(wǎng)站 于露 趙宇航
從浩瀚無垠的太空到萬米深邃的海底,從月球、火星到馬里亞納海溝,2020年,科技領(lǐng)域捷報頻傳,彰顯了中國的科技力量。
天問一號開啟火星探測之旅
7月23日,我國首次火星探測任務(wù)天問一號探測器發(fā)射升空,成功送入預(yù)定軌道,開啟火星探測之旅,邁出了我國自主開展行星探測的第一步。
在天問一號之前,全球共有7個國家或地區(qū)共計發(fā)射了47個火星探測器,成功18次。
2020年,除了天問一號,飛向火星的還有美國毅力號火星車和阿聯(lián)酋希望火星探測器。原定于今年“探火”的歐空局與俄羅斯合作的ExoMars火星漫游車已宣布推遲到2022年發(fā)射。
天問一號由環(huán)繞器、著陸器和巡視器組成,重量達到5噸左右。“胖天問”之所以這么重,是因為這次火星探測任務(wù)要通過一次發(fā)射,完成火星環(huán)繞、著陸和巡視探測三項任務(wù),堪稱是一項前無古人的創(chuàng)舉。
根據(jù)計劃,天問一號飛行將超過4億公里,預(yù)計2021年2月抵達火星。
北斗導(dǎo)航系統(tǒng)全面建成
7月31日,中國向全世界鄭重宣告,中國自主建設(shè)、獨立運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全面建成。
除了北斗導(dǎo)航系統(tǒng),世界上還有3套全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)——美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯(GLONASS)、歐洲的伽利略(GALILEO),中國是繼美國、俄羅斯之后第3個擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。
除了與其他導(dǎo)航系統(tǒng)同樣具有中圓地球軌道衛(wèi)星外,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)還具有地球靜止軌道衛(wèi)星和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星,這兩類衛(wèi)星屬于高軌衛(wèi)星,具有更強的抗遮擋能力。
雙向報文通信功能,堪稱北斗系統(tǒng)的“獨門絕技”。GPS只可進行單向通信,即接收器只能被動接受衛(wèi)星發(fā)來的信號,不能主動發(fā)出信號。北斗用戶利用終端,不僅可以知道自己的位置,還可以通過短報文將自己的情況告訴他人。這個功能在沙漠、遠洋、深山、森林等沒有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū),或者是災(zāi)害發(fā)生、通信受阻時至關(guān)重要。
嫦娥五號月球挖土1731克
12月17日,嫦娥五號攜帶月球樣品成功返回地球,是40多年后再次有人類航天器重返月球并采回樣品。
除了中國,全世界只有美國和前蘇聯(lián)曾帶回過月球樣品。前蘇聯(lián)的月球16號、月球20號和月球24號無人月球探測器執(zhí)行了3次月球采樣返回任務(wù),帶回的月球土壤樣品僅約330克,而嫦娥五號一趟就帶回1731克月壤。
嫦娥五號經(jīng)歷11個飛行階段,20余天的在軌飛行過程,采集月球樣品返回地球,實現(xiàn)了我國首次地外天體采樣與封裝。
嫦娥五號的取樣地址也很有特色。美國和前蘇聯(lián)此前采集的是30億年前的土壤和巖石,而嫦娥五號在月球正面最大的月海風(fēng)暴洋北部呂姆克山脈附近著陸。
風(fēng)暴洋相對較年輕,富集鈾、釷、鉀等放射性元素,該地存在大約13億至20億年前的玄武巖,獲得這些年輕玄武巖的同位素年齡,將有助于推進對月球火山活動和演化歷史的認識。
奮斗者號載人深潛10909米
11月10日,奮斗者號成功坐底世界最深處馬里亞納海溝,坐底深度10909米,創(chuàng)造了我國載人深潛的新紀錄,使我國成為世界上第二個實現(xiàn)萬米載人深潛的國家。
中國是繼美、法、俄、日之后,世界上第5個掌握大深度載人深潛技術(shù)的國家。
目前擁有6000米以上深度載人潛水器的國家,包括中、美、日、法、俄5國。除中國外,其他4國的作業(yè)型載人潛水器最大工作深度是日本深潛器的6527米記錄。
1960年,美國曾用的里雅斯特潛水艙載人深潛馬里亞納海溝深入到10000余米的深度,但該潛水艙不能在水下進行操作和科學(xué)研究,而且在到達預(yù)定深度后就果斷上浮了。
奮斗者號是當前全球同類型載人潛水器中載員人數(shù)最多、海底作業(yè)時間最長、作業(yè)能力最強的裝備,突破了全海深電池材料、電池單體等關(guān)鍵技術(shù)。百千瓦時級的全海深承壓鋰電池組大幅提高潛水器水下作業(yè)時間,每次可超10小時。
“九章”量子計算機問世
12月4日,《科學(xué)》雜志公布中國“九章”計算機重大突破,讓世界矚目。
量子計算原型機“九章”,在室溫條件下運行計算“高斯玻色取樣”問題,處理5000萬個樣本只需200秒,而超級計算機則需要6億年;處理100億個樣本,“九章”只需10小時,超級計算機則需要1200億年。
這臺76個光子的量子計算原型機“九章”,推動全球量子計算的前沿研究達到一個新高度,在2019年谷歌“懸鈴木”計算機之后,再次成功實現(xiàn)“量子計算優(yōu)越性”的里程碑式突破。
“九章”的優(yōu)勢令人無法忽略。“懸鈴木”完成100萬次隨機線路取樣任務(wù)只需200秒,而“九章”比“懸鈴木”快100億倍。
由于采用超導(dǎo)體系,“懸鈴木”必須全程在零下273.12攝氏度(30mK)的超低溫環(huán)境下運行,而“九章”除了探測部分需要零下269.12攝氏度的環(huán)境外,其他部分可以在室溫下運行。高品質(zhì)光子源、高精度鎖相、規(guī)模化干涉……一項項創(chuàng)新與突破,讓“九章”后來居上。