A. 有關嫦娥1號的小知識
嫦娥1號」奔月之旅較原定計劃推遲了近一個月,預計在下月正式啟動。穗衡「嫦娥一號」早在一個多月前已進入發射中心技術場地,為「嫦娥一號」新修的發射平台也已進入待命狀態,運載「嫦娥一號」的火箭不日將進入發射中心。
除了我國,日本、印度、德國也公布了探月計劃,如何看待這些計劃呢?月球探測工程中心副主任郝希凡說,各國的月球探測計劃既有共同點,又各有特色。首先,在新一輪月球探測高潮中,各國都選擇繞月探測作為第一步。第二,中國、日本、印度、德國這些首次開展月球探測的國家,公布的規劃有著驚人的相似,幾乎都是走「繞」「落」「回」的路線。第三,中國、日本、印度、德國開展首次繞月探測的科學目標基本一致,都包含了繪制月球全圖、月球資源調查、地月環境探測等主要目標。第四,這些國家開展月球探測活動的最終目標有所不同。根據這種不同,可以將目前開展月球探測的國家劃分成兩個集團。第一個集團是美、俄和歐空局,他們都明確指畢地將載人登月、建立有人長期駐扎的月球基地作為目標。第二個集團是日本、印度、德國和我國等首次開展月球探測的國家,這些國家處於月球探測的起步階段,積累經驗、發展技術是首要目標。第五,首次探月的各國基本目標相似,但又各有創意,體現出了各國科學家的想像力。我們的嫦娥一號將在世界上首次利用微波的方法探測月壤特性;日本的Selene—1探測器攜帶了兩個子探測器在世界上首次探測月球背面的重力場;而印度在探測器小型化方面做得很有特色。
參考資料:中國測繪新聞網
新華網北京3月4日電(記者齊湘輝 秦大軍)全國政協委員、載人航天火箭系統顧問組組長、「神舟」五號火箭總指揮黃春平4日接受新華社記者專訪表示,「神舟」七號」發射時間將推遲半年左右,原定2007年的發射計劃將拖後到2008年。
黃春平說,發射計劃延期,「並不是出了什麼問題,而是工作周期決定。」「神舟」七號火箭每一個部件都需要經過復雜的工作周期,首先要進行單樣技術攻關,攻關合格後再設定方案、原理考核,之後進入抽樣階段。這一階段要解決兩方面的任務,一是要通過性能指標測試,二是原材料、加工等工藝能力在工廠的生產能力范圍內。抽樣合格後,再修改設計,做試樣生產,再進行產品實驗,最後進入工廠生產。此外,還要請相關專家進行測評。因此,「這是一個復雜的工程,要一步一個腳印,不能急於求成。」
黃春平介紹,與神五、神六不同,「神舟」七號火箭在研製上的關鍵點是宇航服和氣門閘。因為「神舟」七號將實現太空行走,航天員能否從艙內氣壓驟然適應真空環境,氣門閘和宇航服扮演了重要角色。
「目前,『神舟』七號的其他部件猜逗做都差不多了,只有宇航服還要攻關,宇航服的研究進度決定了神七進度。」黃春平又補充說,「不過,中國完全有能力解決。」
黃春平說,為了適應真空的環境,「神舟」七號宇航服從氣密、通信、排泄、通訊、電源、活動關節等各方面,都要比神六有較大提高。
據黃春平預測,「神舟」七號將有三名航天員,一個要出艙行走,一個在軌道艙迎接,返回艙還要留人。出艙活動將有行走、操作、擰螺釘等安裝設備等項目,為今後建立太空空間站作準備
根據中國探月衛星工程的四大科學目標,嫦娥1號選用的有效載荷有6套24件,包括CCD立體相機、激光高度計、成像光譜儀、伽馬/X射線譜儀、微波探測儀和太陽風粒子探測器等。其中CCD立體相機是拍攝全月面三維影像的專用相機,在中國屬首次使用;成像光譜儀用於獲取月面光波圖譜;伽馬/X射線譜儀用於探測月球表面元素;微波探測儀除用於獲取月壤厚度信息外,還能給出月球背面的亮度溫度圖和月球兩極地面的信息。
由激光器、望遠鏡和接收電路三部分組成的激光高度計,由中科院上海技術物理研究所研製。它在探月衛星的發射階段和轉移階段都處在「睡眠狀態」。衛星進入環月軌道後,激光高度計首先向月面發射激光束,並立刻用望遠鏡把反射回來的光束變成電信號;接著,接收電路盒將迅速進行精確計算,用最短時間得出該探測點的月球海拔高度。激光高度計完成繞月旅行,月面每個探測點的海拔高度就一清二楚了。這些數值一旦與CCD立體相機拍攝的平面圖像相疊加,就是一幅完整而精確的月面三維地形圖。只要激光高度計發射的探測點足夠密,就能獲得覆蓋整個月球的地形圖,包括人類探月活動從未涉及的月球兩極區域。
據探月專家介紹,美國、歐空局、俄羅斯和日本等以前從未在探月過程中使用過可以全天候、全天時工作和具有一定穿透能力的微波遙感技術,所以嫦娥1號上的微波探測儀是世界上首次在探月衛星上裝載微波遙感裝置,用以實現對月面更為細致深入的探測,並將對所發回的數據進行反演和解析。不過,由於月球遠離地球,對月球進行微波遙感探測有很大的技術難度和一定的風險。為確保探測成功和能穩定地發回數據,現正加強對月球微波遙感的地面模擬研究,在借鑒以往經驗的基礎上做相應的技術改進。
嫦娥1號有效載荷共重130千克。早在2004年1月7日,所有24件儀器就完成了首輪聯合測試,結果相當成功。測試表明,探測儀器設計中的一些關鍵技術問題已基本攻克,並解決了設備間的介面技術。全部探測儀器於2004年9月交付,並與衛星平台一起進行雜訊、振動、輻射和真空等各種空間環境的模擬測試。
使用成熟的火箭
按照計劃,長征3號甲被選為月球探測衛星的運載火箭,發射場選在西昌衛星發射中心,但要進行必要的適應性改造。
根據設計,嫦娥1號的運行軌道近地點為200千米,遠地點為51000千米,屬於大橢圓軌道。火箭必須精確地將探測器送入預定軌道,才能准確完成預定探測任務。為滿足探月衛星的特殊要求,長征3號甲火箭控制系統增加了單機和線路備份,確保飛行過程中不出現任何偏差,萬無一失。
選擇長征3號甲主要考慮到它是長征系列火箭家族中發射成功率最高的成員之一。該火箭擁有更靈活而先進的控制系統,可在星箭分離前對有效載荷進行大姿態調姿定向,並提供可調整的衛星起旋速率,具有很強的適應性。它主要用於發射地球同步軌道有效載荷,同時兼顧低軌道和太陽同步軌道等其它軌道有效載荷的發射,也可進行一箭雙星或多星發射。
目前執行發射任務的長征3號甲火箭已進入試樣研製階段,部分組件和箭體已開始投產。但由於月球探測器尚處於初樣設計階段,今後研製人員還將根隨著探測器研製的深入,逐步對火箭設計進行適應性修改,預計將於兩年後出廠。
嫦娥1號發射時間的選擇要考慮到光照、太陽入射角、測控條件和軌道限制等因素。發射後,衛星將用8~9天時間完成調相軌道段、地-月轉移軌道段和環月軌道段飛行。在經過發射、飛行和進入預定軌道等程序後,如何將探測數據傳回地面,是工程的技術難題。
嫦娥1號工程副總設計師龍樂豪說,通俗一點講,該工程有三大目標,即「到得了」、「轉得起」和「傳得到」。嫦娥1號從起飛到進入目標軌道將多次經過中國上空。如地理位置和天氣條件允許,人們有可能用肉眼觀測到現代「嫦娥奔月」的情景。
測控和應用系統
由於旅途遙遠,所以測控系統尤為重要。測控系統將以中國現有的S頻段航天測控網為主,輔以甚長基線干涉儀天文測量系統組成,並進行必要的適應性改造。
嫦娥1號衛星不僅需要對月球進行全天候的觀測,還需要把太陽能電池板始終對准太陽,同時又要把傳送天線對准地球。目前,中國在上海佘山和烏魯木齊分別擁有一個直徑25米的天線,但它們只能有4~6小時可用來接收星上信息。為了嫦娥1號計劃的順利實施,中國將分別在北京和昆明設一個直徑50米(國內最大)和一個直徑40米的天線。這樣在我們的國土上,可用4個天線交叉干涉,對近40萬千米遠的嫦娥1號進行測控,並為應對外界干擾因素和意外因素留有應急的能量。
地面應用系統包括月球探測衛星運行管理中心、數據接收中心以及科學數據處理和研究中心三個部分。
四大難關
雖然衛星和火箭採用成熟技術,但還是要攻克一些技術難點。中國航天器已到達的距地球最遠距離為7萬千米,而月球距地球達38萬千米。而且月球以及月球與地球和太陽的相對關系具有其固有的特點,所以月球探測衛星與一般的地球衛星有很大不同。
據權威人士介紹,研製和發射嫦娥1號探月衛星的技術難點主要有4點:
一是軌道設計與控制。它是實現月球探測衛星繞月飛行的基本保證。在飛往月球軌道的過程中,月球衛星既不能碰著月球,也不能飛過去,因此軌道設計和控制是一個新問題。必須正確認識月球衛星軌道設計的客觀規律,尋找合理的工程實施途徑。
二是測控和數據傳輸。地月相距遙遠,測控信號的空間衰減明顯增大。同時為實現衛星繞月飛行,需經歷復雜的軌道轉移過程,其間的測控任務對星上和地面測控系統提出了更高要求。38萬千米外的探測帶來衛星天線怎麼設計和地面站怎麼設計等問題。
三是制導、導航與控制。月球探測衛星從繞地飛行到准確進入繞月飛行軌道,需經歷多次復雜的軌道和姿態機動,要求控制精度高和實時性強。衛星對地觀測是兩體定向,即太陽帆板對日定向,觀測設備和測控通信設備對地定向,以觀測和傳輸信息。而繞月衛星是三體定向,即太陽帆板對日,觀測設備對月,測控通信設備對地。三體定向問題要復雜得多。
四是熱控技術。衛星繞著月球轉,月球繞著地球轉,地球又帶著月球和月球旁的衛星繞著太陽轉,相對關系比較復雜,從而導致繞月衛星的熱變化巨大。而我們只能給嫦娥1號穿一件「衣服」,不能換。這件「衣服」要做到熱的時候不熱,冷的時候不冷,這是個難題。由於要經歷復雜的熱環境,熱控技術必須適應復雜的外部溫度變化,以保證星上所有設備處在正常的工作溫度范圍。
B. 郭華東院士:「數字絲路」服務於一帶一路所有的國家(上)
出品:「科學與中國」院士專家巡講團
製作:中國科普博覽
監制:中國科學院部工作局中國科學院計算機網路信息中心
編者按:一帶一路的推進困難重重。糧食安全、自然災害無不是我們所面臨的挑戰。而我國的空間對地觀測技術,則可以為一帶一路「保駕護航。為此,我們中國的科學家發起了數字絲路國際科學計劃。中科院院士郭華東表示:「中國人發起的「數字絲路」計劃,是一個開放的、協同的、共享的計劃,我們是手拉手計劃,歡迎大家一起來參加這個計劃。我們的理念就是說,地球大數據服務一帶一路,DBAR計劃服務於一帶一路所有的國家。」
郭華東院士演講實錄(上):
大家好,我是郭華東,來自科學院遙感與數據地球研究所。今天我給大家介紹的內容是空間科技護航一帶一路。首先我想讓大家看兩張遙感影像,目前呈現在大家面前的是一張彩色的影象,它是白天拍攝的圖象,在這張圖片上你可以看到有兩條先上面也就北面這條紅色的線是絲綢之路經濟帶,下面這種前綠色的線是21世紀海上絲綢之路,就在同一個地區,我們有另外一幅衛星圖象,這張圖象大概拍攝於晚上的9點鍾左右,大家可以看到有暗的地方,有亮的地方,所有這些亮的地方,像東亞地區、西歐地區,事實上是經濟發展程度的顯示,也是工業化程度高低的一種顯示,所以從這張圖上可以看到我們絲綢之路經濟帶在經濟發展程度來看是兩邊高,中間低,看完了兩張遙感圖象以後,我們可以認識到一帶一路確確實實是一個突破性、全局性的全球倡議和國家戰略,我認為它具有范圍廣、周期長、領域寬等一系列的特點。這樣對一帶一路沿線國家生態環境格局和發展潛力進行宏觀動態的分析,為一帶一路建設提供基礎性、宏觀性的環境數據具有重要的意義。
大家都知道空間對地觀測技術,這個技術具有宏觀快速准確,客觀規律數據的特點和能力,可以說是實現環境觀測的非常有效的手段,可以為一帶一路建設提供重要的幫助和決策支持。
今天我就給大家介紹三個方面的內容,首先,講一帶一路面臨的一系列挑戰,其次介紹一下我國空間對地觀測技術發展。第三條也是最重要的,介紹一下我們中國科學家發起的數字絲路國際科學計劃。
大家都要問,一帶一路面臨什麼樣的挑戰?首先一帶一路面臨全球變化的挑戰,在這張圖上你可以看到,左上角這張圖,事實上來講,這個橢圓的藍色的范圍圈定的是我們一帶一路的主要地區,這幾年來全球的氣候在不斷地變化,全球的溫度在不斷地上升,左下這張圖可以看到這個地區的土壤濕度也在不斷變化,右下這張圖可以看到,位於我們中亞地區的鹹海從浩瀚的湖泊到慢慢地演化到基本上湖泊消失了這么一個程度,所以可以看出全球地表的水在減少,然後此地表的一些水儲量在減少,這都是全球環境變化帶來的結果,這樣的環境變化,確確實實要給我們一帶一路建設帶來很大的挑戰。同時我們面臨著糧食安全的挑戰,大家都知道,無飢餓和糧食安全是聯合國的一個重要的目標,聯合國發起了大的一個計劃,事實上來講,就講到我們到2030年要實現可持續的發展,在聯合國制訂可持續發展這個目標的中間,零飢餓和無飢餓一起構成糧食安全是聯合國要做的重要目標,誠然零飢餓也是中國落實2030年可持續發展議程國別方案一個重要目標。大家可以看到,面臨糧食安全的挑戰這塊集中的地區也在一帶一路地區。第三個挑戰可以說自然災害的挑戰,自然災害大家都比較熟悉,地震、旱災、水災、風暴潮等等,那麼在我們講到的一帶一路這個地區,自然災害尤為嚴重,為什麼這樣說,這張全球的圖大家都看出來了,一帶一路地區,可以說85%重大的自然災害都發生在亞洲地區,我們這個地區很嚴重,那其中超過80%災害是什麼,是地震災害、風暴潮災害、水旱災害,這三大災害構成了全球無論是死亡的人數還是經濟損失的80%,疊加起來一個85%,一個80%都發生的地區,所以這種挑戰是顯而易見的。同時做一帶一路建設我們要做一系列的大的工程的實踐,但是做工程建設的時候,其實面臨著很多的風險,大家都知道中巴走廊,從我們的新疆南下到了巴基斯坦的瓜達爾港,幾百公里長度的一個中巴走廊,其實面臨著很多的風險,有地震的風險,災害的風險,特別是水災的風險特別大,這張圖上大家已經看出來,一系列重大的項目就要在這兒實施。
但是,一系列的水旱災害威脅著我們,面臨這樣的威脅,我們都要有科學的行動,我們都要有應對措施,從而避免這些災害帶來的影響,在這樣一個地區,其實經濟發展不平衡,城市化進程也不均衡,大家可以看到,這個地區是城市化發展比較快的地區,城市化本身來講,也是帶來經濟發展不平衡這樣一個後果,所以經濟的不平衡、城市化發展不平衡,特別城市化本身的快速發展,對各個地區的經濟、人口各方面都帶來另外一個系列的挑戰。那麼面對以上的挑戰,人類怎麼去應對,我們中國的科技界怎麼去應對,我們有很多種理論,有種模型、方法技術,目前擺在我們面前的空間對地觀測技術其實是個非常先進的技術,它可以把一帶一路作為一個整體來進行認知,可以說它有著其他技術難以替代的,有的時候是唯一的可以發揮作用的一個技術,重要的一點就是可以幫助我們的決策者我們的政府解決可持續發展問題,提供決策支持,那麼於是中國發起了一帶一路國際倡議,中國現在在實踐我們一帶一路國家戰略,對於空間技術來講,我們提出這么一個口號,國家利益延伸到哪,空間信息我們就要保障在哪裡。
這也就是說我們要利用空間科技技術,來為一帶一路實施保障、來護航的一個重要的思路。這樣做,實現我們對地觀察大數據共享對於我們中國的倡議的發展、對於沿線60幾個國家的發展都具有重要意義。幾個重要意義舉一些例子,比如說糧食生產監測,具有重要戰略意義,大家都知道在這個帶上剛才講到了糧食安全帶來的風險,那麼一帶一路國家水稻產量佔全球總產量88%,這個量可謂之大,小麥產量超過全球走產量的60%,玉米總產量超過三分之一,其中柬埔寨、泰國是我國重要的稻米進口來源國,還有一些國家在能源、在其他的資源方面對我們國家都非常有意義,一帶一路重要國家中間我們的糧食估產能力不是太強,所以我們國家這方面很強,急需開展國際合作,實現我國糧食的估產技術的輸出。第二個意義,大家可以看到城市化信息空間觀測意義重大,我剛才其實講了,全球百分之60以上的人口集中在一帶一路的沿線的國家和地區,大部分都是發展中國家,城市化率相對較低,隨著城市化的發展,城市病逐漸也顯現出來了,我們急需用空間對地觀測技術進行城市化的監測,提供城市化的信息支持。
剛才就介紹了我們面臨一些挑戰,同時講了如果我們利用我們的對地觀測技術,可以應對這些挑戰,那麼我們國家的對地觀測技術發展情況到底如何呢,所以第二部分我想用一些時間給大家介紹一下我們中國空間對地觀測技術的發展,這張圖有點復雜,這張圖有點看不清楚,但是我想給大家概要地做一個介紹,遙感在座的我不知有多少大家熟悉遙感,我可以告訴大家今年是2017年,在55年前,遙感這門科學技術正式問世了,也就是有說半個多世紀的歷史了。我們國家由於歷史的原因是40多年前才開始發展的遙感技術,但是40多年來應該說發展得很快,擺在大家面前的這張圖,其實左側大家看到了氣象衛星、資源衛星、環境衛星、海洋衛星等等,還有我們的一些導航衛星,這些年來取得了長足的發展,不僅我們現在很多衛星用在國民經濟建設各個方面,像我們的氣象衛星,大家如果喜歡看新聞聯播,新聞聯播要播到7點半的時候就要有氣象預報,氣象預報就是用的我們中國的風雲衛星,不僅現在有很多衛星大家可以看出最右一欄,在未來或者到2020年我們國家還要發射一系列的衛星,發射遙感衛星,發射導航衛星,所以我們國家的發射這些對地觀測威脅數量在國際上目前是屬於前茅的,當然我們要進一步提高它的質量和它的技術能力。
下面簡單地講一下我們講的衛星是個什麼具體的情況呢,我們叫資源系列衛星,叫環境系列衛星,那麼資源系列衛星,我們叫資源系列一號二號三號,我們的國家領導人出去訪問的時候,比如到巴西去,肯定要訪問巴西的宇航院,為什麼,20多年來中國一直和巴西進行著資源衛星的合作,那麼資源衛星目前應用在我們的土地調查、糧食估產、災害檢測、森林囤積量的監測、環境調查等各個方面,在我們國家經濟發展中起了很重要的我們,環境系列衛星一開始這個很多人不注重環境,那麼近年來環境得到了充分的重視,我們國家發射一系列的環境衛星,大家可以看到,北方的一些陸地的污染,南方一些水面的污染,近些年來用環境衛星做了很多很多的工作。這張圖大家看到的是氣象衛星,氣象衛星應該說在咱們的這些運行衛星裡面,是運行得比較成熟的一個系列衛星,這就為什麼每天晚上7點半我們可以坐在電視機前看我們氣象衛星產出的雲圖來聽講解員進行天氣預報的情況,從這張圖你可以看出我們國家做了幾十年的戰略規劃,氣象衛星一代一代地健康地高質量地向前發展。
海洋衛星,以前資源衛星檢測陸地,氣象衛星檢測大氣,環境衛星監測陸地和大氣,對海洋的重視程度不是太高。這些年來我們國家對海洋、對海洋衛星予以了充分的重視,從這張圖上我們可以看出來,我們國家已經發射了一系列的衛星,這些衛星對海洋的初級生產力,比如海洋表面的一些葉綠素進行監測,對海洋的動力學進行監測,比如海浪、海風等等,包括海洋災害進行監測,所以海洋衛星這些年發揮的作用越來大。隨著我們國家經濟程度不斷地發展,隨著我們國家經濟的快速發展,我們的城市建設、我們的高速公路的建設、我們一些大工程的建設,越來越不能滿足於一些中低解析度的衛星,因為那些中低解析度的衛星事實上來講對於該看的一些現象很難具備看到的能力,那麼它需要什麼,需要我們高解析度衛星,高解析度比如說你能看一米的就比看10米的要清楚得多,比如在廣譜上我們就要能看10納米的比100納米的就要高,那我們時間解析度上我們能一個小時獲取一個圖象,那就比一天獲取一個圖像利用程度更高,所以高解析度是個綜合的概念,我們政府意識到市場經濟、社會對高解析度衛星發展的需求,所以在7年前,也就2010年,開始啟動我們高解析度對地觀測衛星計劃,這是我們16個重大專項之一,它的目標就是計劃到2020年建成我國自主的陸地大氣和海洋觀測系統。
發展了7年,現在就是已經有4顆衛星上天了,這4顆衛星應該說都比較成功。首先,大家可以看到這張圖上講到的GF1,就是高分的簡稱,高分一號衛星2013年發射上天的,解析度是黑白是兩米,高廣譜是8米,彩色的解析度低一點,但是廣譜解析度高,然後黑白的是空間解析度高一些,彩色解析度要低一些。那麼大家可以看到這是我們的上海,可以看到黃埔江、看到浦東,我們整個上海蒸蒸日上的建設情況。這個是高分二號的衛星,高分二號衛星是2014年發射上天的,大家看這是在北京,它的解析度就更高了,分黑白達到0.8米,彩色也是達到3.2米,這張圖片上大家可以看到我們的公園、車站,大的樓房都歷歷在目。這是去年上天的一個高分三號衛星,三號衛星它事實上來講,和剛才一號二號不一樣,一號二號都是在白天來獲取這些數據,因為它只有在陽光照射條件下,在沒有雲、沒有雨的條件下才能獲取圖象,這張圖象什麼圖象,是一張雷達圖象,雷達它本身特點是什麼,在座的大家可能都了解一些,它可以全天後工作,全天時工作,就是24小時都成象,你有沒有太陽、白天黑夜都可以,你刮風下雨還是晴朗天氣我都可以成象,就是我雷達自己發射電磁波,回收這些電磁波,我本身就起到一個小太陽的作用,同時,它最大的一個優勢,還可以對某些地物有一定穿透能力,比如說若干年前我們用長波雷達系統就能發現埋藏在咱們陝西寧夏一帶的被干沙覆蓋的明隋時代的長城。
明隋時代的長城到現在1000年了,1600年了,還發現隋代兩批長城,就是說能夠穿透干沙,發現地下的地物,所以這是一個非常重要的技術,這樣的技術對我們像每年南方長江中下游有水災,有了雷達圖象,即使在下雨有雲情況下我們雷達都能穿透雲霧小雨,發現下面一些水災蔓延的情況,對抗洪救災它是非常非常重要的武器。
那麼這是高分四號衛星,2015年拍攝的,它的解析度不是特別高,它的空間解析度是50米,但它時間解析度高,這點對一些做全球的環境觀測等等是非常有利的這樣一些參數。
剛才大家看到陸地上很多高解析度衛星圖象,現在請大家看一下這個幻燈片,我們講海上絲綢之路,那麼海上絲綢之路重要的是對一些海口的城市,海洋帶的城市,對一些港口進行分析和監測,這里大家可以看到了,不僅我們廣州的港口,三亞的鳳凰港,海口的港口,我們都可以監測,而且你可以看到像左側,像科倫坡的港口、吉隆坡的港口,新加坡的港口,事實上我們具備了對全球港口進行監測的能力。
具備了這樣一些能力,大家都知道對一帶一路研究來說,它實在是太有用了。那麼講到這的時候,我們來看看這么一個幻燈片,這個幻燈片講的什麼,是全球的地球觀測衛星,中間是我們的地球,周圍有很多很多的衛星,這些衛星有遙感衛星、有導航的衛星、有地球物理衛星等等等等,也就是說今天我們在這兒學習,今天我們在這兒講課,今天我們在這兒聽課,我們在這兒研討的時候,在我們地球軌道上有很多很多的衛星正在不斷地運行,然後不斷地獲取我們地球表面的和次地表的一些有用的信息,所以進入到我們今天這個時代可以說全球無處不在的都有我們地球觀察衛星在准實時或者實時地獲取著我們方方面面的地球表面的信息。那麼我為什麼要講到這一點,就是說剛才講的我們中國有資源衛星、環境衛星、氣象衛星、海洋衛星等等衛星,還有高解析度衛星,中國對地觀測能力非常強了,但是世界上還有更多的衛星我們中國不可能衛星包攬天下,也要做國際合作,就像我們一帶一路,一帶一路不僅造福於中國,更重要的造福於沿線國家,造福於全球。
所以,我們在技術上也是共享的,我們中國不失時機地也接受國際上一些先進的衛星,正是因為如此,我們中國的國家重大基礎設施,中國遙感衛星地面戰,經過這些年的努力,已經建成了五站網系統,五站網叫什麼?大家在這張圖上就能看到,一個圈就是一個站,有北京密雲建了一個站,在新疆喀什建了一個站,在海南三亞建了站,這三個站它其實就可以覆蓋了中國陸海的全部疆土,還可以告訴大家,這三個站也覆蓋了我們亞洲疆土70%的面積,不僅如此,去年底,在我們政府的支持下,我們中國科學院又在北極建了衛星接收站,和瑞典合作,建一個覆蓋北極的這么一個系統,同時在國內在雲南也建站,五站網系統,將來我們的站可以遍布全球,全球數據我們都可以接收,於是對我們一帶一路的環境監測、資源調查等等提供了非常非常重要的信息支持。剛才講到的都是遙感衛星,就是地面有什麼樣的東西,這是個城市還是個山川還是個河流,這是城市的公園還是樓房,是大學還是一個公司,等等,回答地球表面是什麼的問題。現在,大家看到的這個幻燈片,換了個角度了,叫導航衛星,導航衛星大家都知道是做定位用的,是說我在地球的一個什麼地方,剛才是是什麼,現在回答在哪,當我們回答了是什麼、又知道在哪的問題以後,大家都知道我們很多事情做起來就方便得多了,那麼以前我們用了不少的國外的一些導航衛星,當然現在也得用,可是前些年開始,我們國家開始發射北斗導航衛星計劃,北斗導航衛星計劃,根據計劃到2020年的時候,有35顆衛星上天, 構成一個全球的網路,當這個目標實現的時候,中國的北斗導航衛星,將和美國的咱們的講的GPS衛星和歐盟的它們的伽利略衛星,然後和俄羅斯的(葛珞納斯)衛星,四大衛星並排前進,也就是說我們中國北斗導航也是屹立於世界之林的一個導航衛星系列,和我們遙感衛星一起,再加上我們通訊衛星,就構成了我們強大的一個對地觀測能力。在這些強大的對地觀測能力的支持之下,進一步地我們要做什麼,這給大家展示的我們叫數字地球科學平台,什麼叫數字地球科學平台。數字地球的概念是18年前問世的,我記得當時我們中國科學院組織召開第一屆數據國際會議,當時我作為大會秘書長,報社的記者采訪我說,郭先生什麼是數字地球,我當時其實並不是特別能說得清楚,因為那個技術太新了,剛剛問世,我說根據我的理解,數字地球就是把我們人類居住的地球裝進我的計算機。其實這是一個科普的說法,也就是說我們利用衛星、利用其他的數據,然後形成一個覆蓋我們地球表面的數字系統,一個信息圈,來認識我們居住的地球,這點其實是非常重要非常重要的,比如說現在給大家看到的這張幻燈,全球的空間大數據信息產品,剛才講的概念都是由這些構成的,數字地球由一些大數據信息產品構成,比如說產品的類型,陸地的、海洋的、大氣的、城市的,然後時空尺度有全球的和區域的,在陸地的我們有很多具體的分類,比如說大家比較熟悉的植被、森林、葉綠素,海洋大家都知道有海表溫度、然後海表的鹽度,大氣大家知道二氧化碳、氣溶膠,城市有我們城市用地,還有地面沉降等等,所以這都是我們的數據產品,而且這是我們做出的大數據產品,那麼由於這些年堅持這樣做,其實它是非常有用的,這舉了一個例子,在2014年的時候,當時聯合國秘書長潘基文,潘基文秘書長發起了一個氣候變化峰會,邀請全球的100多個國家的首腦們出席這個會議,出席這個會議做什麼,他們聯合國發起了一個全球脈動計劃,也就是要用我們的大數據來應對氣候變化,這張圖想給大家展示的一個目的就是說大數據可以應對氣候變化,大數據正在是我們數據一個重要組成部分,大數據可以為一帶一路建設作出我們的貢獻,當時46個國家來對它這個全球脈動獎申請,最後評的結果,在全球46個國家中間,選出9個獲獎團隊,我們的這個團隊就成為9個獲獎團隊之一,也是我國唯一的一個獲獎項目,這件事說明大數據何其重要,對地觀測大數據能夠解決一帶一路方方面面的問題。緊接著,我就是把剛才的理念收集來了,我說18年前我的理念是把地球裝進計算機,大家可以看出來這么個表達,然後現在我們說用地球大數據來研究一帶一路,是什麼意思呢,其實裝進了計算機的地球,就是我們地球大數據一個集成,我們有了地球大數據我們就掌握了人類認識地球的一個鑰匙,或者掌握了人類認識地球的一個未來的武器。我們中國科學家發起成立了一個國際數字研究學會,學會下面有一個學會官方刊物叫做《國際數字地球學報》,在這個學報裡面,我做主編,其實先幾年寫了一個編者按,每年一月我也寫個編者按,就是數字地球就是地球大數據,所以大家對這件事情不妨我們可以討論一下,就是說基於對地觀測技術的基礎上發展起來的數字地球,當然從認識程度來看我們如果叫地球大數據,可能其實利用這些大數據來解決我們一帶一路方方面面問題可能會更加給力。
所以,剛才講了我們前面面臨的一帶一路的挑戰問題,我們講到為了應對挑戰我們中國人發展的一些對地觀測技術,目前具有了世界級的水平,我們對地觀測的能力還在不斷地往前發展。
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C. 「悟空」號衛星:撥開暗物質的「烏雲」
來源: 科技 日報
暗物質粒子探測衛星「悟空」
當全國上下都在慶祝新春佳節時,天上那隻「猴子」依舊奔跑在500公里高的太陽同步軌道上,忙忙碌碌。
截至2018年年底,中國科學院紫金山天文台研製的我國第一顆暗物質粒子探測衛星「悟空」號已繞地球飛行了16597圈,探測宇宙射線粒子55億個。
在相同時間內,它積累的TeV(1TeV=1萬億電子伏特)以上的觀測數據相當於國際空間站上的日本量能器電子望遠鏡和阿爾法磁譜儀實驗的5倍以上,意味著完成了其他「同行」至少10年的工作量。基於這些數據,科研人員成喚基功獲取了目前國際上精度最高的電子宇宙射線探測結果。
看不見摸不著卻與我們息息相關
20世紀30年代,科學家發現,宇宙中可見物質遠遠不足以把星系連成一片,構成星系團,如果不是存在一種神秘而不可見的物質,星系團早就分崩離析。科學家把這種看不見的神秘物質稱為「暗物質」。
到了20世紀70年代,多種天文觀測結果都暗示著暗物質的存在。但直到現在還沒有確切的暗物質信號被探測到。
雖然科學家們還不知道暗物質究竟由什麼構成,但通過觀測它如何影響普通物質,並模擬它的引力效應,還是對它有了一些了解。
宇宙中95%以上是暗物質和暗能量,其中暗物質佔26.8%。暗物質不發光、不發出電磁波、不參與電磁相互作用,它無法用任何光學或電磁波觀測設備直接「看」到。暗物質運行速度很快。科學家測算,暗物質粒子的運動速度為每秒220千米,是56式半自動步槍子彈出膛速度的300倍。
科學家推測暗物質產生於宇宙大爆炸。在宇宙早期某一個時刻,宇宙溫度非常高,粒子能量非常大,它們劇烈碰撞,產生包括暗物質在內的各種各樣的物質。
宇宙的結構也與暗物質有關。它是促使宇宙中的普通物質在自身引力下形成特定結構的重要推手。暗物質播下了宇宙絲狀結構的種子,隨後可見物質才聚集在一些由暗物質建立起來的引力「核」上,並最終形成了星系。
暗物質對生命來說更是至關重要。假如沒有暗物質的引力作用,我們所在的銀河系將很可能無法在宇宙大爆炸後的膨脹過程中形成。
暗物質這么神秘,我們投入這么多人力物力去尋找它,那麼它究竟有什麼應用價值呢?
「當年,愛因斯坦也想不到量子力學和相對論有什麼應用價值,但是今天我們每個人用到的手機等通訊設備,哪一個離得開這些科學發現?」常進說道。
帶著「水晶棒」的銀白色美猴王
2015年12月17日8時12分,我國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功將中國科學衛星系列首發星——暗物質粒子探測衛星「悟空」發射升空,衛星順利進入預定轉移軌道。這標志著我國空間科學探測研究邁出了重要一步。
「這是中國科慶鏈塌學家首次在太空中放置自己的高解析度高能空間望遠鏡,」常進說,「它有望深刻地變革人類的宇宙觀,實現空間科學重大突破。」
「悟空」的身材比一般的衛星小巧,「三圍」分別為1.5米、1.5米、1.2米,像盒銀白色的方形蛋糕。「悟空」在太空中接收來自宇宙的高能原子核、電子和伽馬射線的信號,它是世界上迄今為止觀測能段范圍最寬、能量解析度最優的空間探測器。
中科院紫金山天文台研究員袁強介紹說,目前國際上最著名的三個暗物質探測器分別是美國費米衛星、阿爾法磁譜儀AMS-02和我國的「悟空」。三者各有特色,AMS-02可以區分正反物質,費米的探測器面積大,而我們的探測器解析度最高。
常進說,「悟空」在觀測能段范圍、能量解析度、粒子鑒別本領等方面優於別的探測器,其觀測能段是阿爾法磁譜儀的10倍,能量解析度比國際同類探測器高3倍以上。而費用只有1億美元,分別是美國費米、AMS-02的1/7和1/20。
以《西遊記》中的美猴王名字命名的衛星「悟空」,沒譽圓有攜帶金箍棒,卻帶了300多根「水晶棒」。
位於衛星核心部位的BGO能量器包含了308根縱橫交錯的晶體,每一根都有2.5厘米見方、60厘米長,是世界上最長的BGO晶體。
這些漂亮的「水晶棒」能夠測量入射粒子的能量。電子和質子與晶體發生相互作用,產生類似淋浴噴水形狀的簇射,而電子和質子產生的簇射形狀不同,因而科學家可以區分出質子和電子。
「年富力強」並將繼續在太空服役
每天清晨和傍晚,「悟空」都會路過中國上空。位於密雲、喀什、三亞的三個數據接收站,每天接收它回傳的約16G數據。而常進帶領的團隊就是要從日積月累的海量數據中分析出有價值的科學成果。
而在一年多前,常進團隊就已向世界展示出首批成果:精確測量太空中的電子宇宙射線能譜。該成果於2017年12月7日在國際權威學術期刊《自然》發表。
電子宇宙射線的正常能譜變化應是一條平滑曲線。根據「悟空」積累的觀測數據,科學家們發現在0.9萬億電子伏特處電子能譜呈現出明顯的拐折,並且有初步跡象表明在1.4萬億電子伏特的超高能段呈現出異常波動,反映在圖上是一個「尖峰」。
「悟空」衛星就是採用第三種方式。物理學家們認為,暗物質粒子碰撞後會產生高能粒子,如伽馬射線、正負電子、正反質子、中微子等。暗物質衛星就是精確探測這些粒子,通過其能譜、空間分布來尋找暗物質粒子存在的證據。
D. 請問北京的密雲縣有幾家大型的企業
密雲經濟開發區內有很多大企業
利潤較好的有:
內蒙古伊利集團北京乳品廠
北京太子奶生物空鏈科技發展有限責任公司
北京宏寶萊飲品有限公司
萬都(北京拿鬧)汽車底盤系統有限公司
露露集團北京國芝香食品有限公司
北京神威新星科貿有限公司
北京清華同方威視技術股份有限公司
還有很多企業 不過以上的屬於效益消虧罩不錯也比較出名的了.
這個回答可以拿分了吧