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2020-09-16 09:24

科學(xué)中國人 2020年16期

中國研發(fā)新型衛(wèi)星太陽翼

8月17日，從中國航天科工集團(tuán)獲悉，由該集團(tuán)自主創(chuàng)新研制的新型充氣展開式太陽翼地面樣機(jī)總裝集成及地面折疊展開試驗(yàn)取得圓滿成功，為實(shí)現(xiàn)“一箭多星”奠定基礎(chǔ)。

太陽翼是航天器的供電設(shè)備，是航天器賴以生存的“能量源泉”，直接關(guān)系衛(wèi)星在軌的有效運(yùn)行。太陽翼面積越大，其為衛(wèi)星提供的能源就越多。但受到運(yùn)載工具有效空間和運(yùn)載能力等因素的限制，傳統(tǒng)的航天器太陽翼在滿足性能要求和發(fā)射約束方面遇到了兩難。

中國航天科工集團(tuán)自主創(chuàng)新研制的新型充氣展開式太陽翼為有效解決這一難題開辟了新的途徑。據(jù)悉，由于采取了充氣展開技術(shù)，這一新型太陽翼在展開面積、功率與傳統(tǒng)太陽翼相同的情況下，重量下降了50%，既滿足了衛(wèi)星所需的能源供給，又有效減輕了整星重量，也更加有助于“一箭多星”發(fā)射。

隨著衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座蓬勃發(fā)展，“一箭多星”的運(yùn)載需求也被更多人所關(guān)注。2019年年初，集團(tuán)跳出傳統(tǒng)太陽翼研制的固定思維，嘗試采用空間柔性充氣驅(qū)動技術(shù)，打造一款新型太陽翼。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)從零開始，海量調(diào)研資料，經(jīng)過幾十次的方案討論和論證，提出了充氣展開太陽翼的技術(shù)方案，并在剛?cè)徇B接密封、柔性動態(tài)仿真技術(shù)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)方面取得了突破性進(jìn)展。已成功完成10m2充氣展開太陽翼原理樣機(jī)的研制，并先后開展地面折疊壓緊力學(xué)試驗(yàn)、空間環(huán)境適應(yīng)性等多項(xiàng)地面試驗(yàn)，有效驗(yàn)證了充氣展開太陽翼的可行性。目前，該新型太陽翼已經(jīng)開展工程系列產(chǎn)品研制工作，應(yīng)用于型號任務(wù)。

中國科協(xié)發(fā)布十大海洋科學(xué)前沿問題和工程技術(shù)難題

8月13日，在第二十二屆中國科協(xié)年會系列活動之一——世界海洋科技論壇暨2020海洋學(xué)術(shù)（國際）會議上，中國科協(xié)發(fā)布了十大海洋科學(xué)前沿問題和工程技術(shù)難題。

新型充氣展開式太陽翼地面樣機(jī)總裝集成及地面折疊展開試驗(yàn)取得圓滿成功

十大海洋科學(xué)前沿問題和工程技術(shù)難題分別為：新一代海洋三維高分遙感技術(shù)、柔性潛器如何帶來深遠(yuǎn)海探索科技的革新、如何實(shí)現(xiàn)海洋天然氣水合物長期開采儲層自動監(jiān)測與地質(zhì)災(zāi)害智能預(yù)警、近海污染物作用下金屬材料的腐蝕機(jī)制、如何開展深淵協(xié)同觀測、全球海洋甲烷循環(huán)、深海海洋能開發(fā)系列關(guān)鍵技術(shù)、如何突破海域天然氣水合物試采工程關(guān)鍵技術(shù)、典型海洋生態(tài)系統(tǒng)智能在線觀測網(wǎng)、干涉合成孔徑雷達(dá)海面二維矢量表面流觀測技術(shù)。

本次論壇主題為“加快海洋科技創(chuàng)新構(gòu)建海洋命運(yùn)共同體”。論壇旨在深入落實(shí)海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略，加強(qiáng)國際海洋科技領(lǐng)域交流，聚集全球海洋人才、學(xué)術(shù)、產(chǎn)業(yè)資源，打造海洋學(xué)術(shù)交流高端平臺，搭建“雙招雙引”平臺和政產(chǎn)學(xué)研金服用融合的海洋科技成果轉(zhuǎn)化平臺。

論壇還頒發(fā)了2019年度海洋科學(xué)技術(shù)獎和海洋優(yōu)秀科技圖書獎。2019年度特等獎為中國海-西太平洋地質(zhì)地球物理特征綜合研究與系列圖編制項(xiàng)目，獲獎主要完成單位為青島海洋地質(zhì)研究所等6家單位。

圍繞海洋科技創(chuàng)新與發(fā)展，本次論壇還設(shè)置了8個分論壇，圍繞前沿技術(shù)和行業(yè)發(fā)展趨勢進(jìn)行深入探討。此外，論壇組織了海洋成果轉(zhuǎn)化暨“雙招雙引”對接會。

阿爾茨海默病可提前5年至7年預(yù)測

中國科研團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)可在癥狀出現(xiàn)前5～7年預(yù)測阿爾茨海默病的生物標(biāo)志物。研究論文《外周血神經(jīng)源性外泌體突觸蛋白預(yù)測阿爾茨海默病無癥狀期》于2020年8月10日在國際醫(yī)學(xué)期刊《阿爾茨海默病與老年癡呆癥》（Alzheimers &Dementia）雜志在線發(fā)表。

團(tuán)隊(duì)成員表示，目前尚無有效藥物能夠治愈阿爾茨海默病，多個阿爾茨海默病藥物在臨床試驗(yàn)中失敗，主要原因可能是受試者病程已處于較晚的階段。如果在阿爾茨海默病早期甚至是無癥狀期就對患者進(jìn)行干預(yù)，臨床癥狀則可能會延遲出現(xiàn)，因此是否能在阿爾茨海默病早期甚至無癥狀階段就準(zhǔn)確做出診斷至關(guān)重要，這也是當(dāng)前預(yù)防和治療阿爾茨海默病的新思路。

據(jù)悉，該團(tuán)隊(duì)通過對5～7年前認(rèn)知功能正常人群進(jìn)行隨訪，共收集了739例受試者，發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證外周血神經(jīng)源性外泌體突觸蛋白可以作為在認(rèn)知障礙出現(xiàn)前5～7年預(yù)測阿爾茨海默病和輕度認(rèn)知障礙的生物標(biāo)志物。該研究成果還通過家族性阿爾茨海默病隊(duì)列中的受試者得以進(jìn)一步驗(yàn)證，表明通過上述生物標(biāo)志物的相關(guān)檢測可提前5～7年預(yù)測阿爾茨海默病。對阿爾茨海默病早期或無癥狀期的有效診斷可為在其超早期干預(yù)贏得時間，從而增加治療的有效性，降低疾病發(fā)病率。

中國衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)星間激光通信零的突破

近日，“行云二號”01星、02星之間實(shí)現(xiàn)了建鏈流程完整、遙測狀態(tài)穩(wěn)定的雙向通信，這意味著“行云二號”衛(wèi)星搭載的激光通信載荷技術(shù)得到成功驗(yàn)證，中國衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)星座實(shí)現(xiàn)星間激光通信零的突破。至此，兩顆衛(wèi)星自2020年5月12日發(fā)射入軌開展在軌技術(shù)測試以來，所有核心技術(shù)均得到充分驗(yàn)證。

星間激光通信是一種利用激光束作為載波在空間進(jìn)行圖像、語音、信號等信息傳遞的通信方式，具有傳輸速率高、抗干擾能力強(qiáng)、系統(tǒng)終端體積小、質(zhì)量輕、功耗低等優(yōu)勢，可以大幅降低衛(wèi)星星座系統(tǒng)對地面網(wǎng)絡(luò)的依賴，從而減少地面信關(guān)站的建設(shè)數(shù)量和建設(shè)成本，擴(kuò)大覆蓋區(qū)域，實(shí)現(xiàn)全球測控。據(jù)悉，“行云二號”01星、02星的激光通信載荷質(zhì)量6.5千克，在軌功耗80瓦。

“行云二號”01星、02星是天基物聯(lián)網(wǎng)（行云工程）的首發(fā)星，于2020年5月12日成功發(fā)射入軌，隨即展開一系列在軌技術(shù)驗(yàn)證及行業(yè)示范應(yīng)用測試。

作為中國首個宣布自主投資建設(shè)的天基物聯(lián)網(wǎng)星座，“行云工程”計(jì)劃分α、β、γ三個階段，在2023年前后建成由80顆低軌通信衛(wèi)星組成的天基物聯(lián)網(wǎng)星座，徹底解決目前地面物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)因蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋率嚴(yán)重不足（陸地覆蓋率約為20%，海洋覆蓋率不到5%）而導(dǎo)致的“通信盲區(qū)”難題，幫助客戶實(shí)現(xiàn)真正的全球萬物互聯(lián)。

“行云二號”衛(wèi)星搭載的激光通信載荷技術(shù)得到成功驗(yàn)證

量子信道容量的不可加性首獲實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

中國科研團(tuán)隊(duì)首次設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了一種特殊的“退相并擦除”量子信道，并在該量子信道中驗(yàn)證了量子相干信息的不可加性。研究成果日前發(fā)表在國際知名期刊《物理評論快報》上。

信道容量是衡量通信信道在噪聲環(huán)境中通信能力的一個關(guān)鍵參數(shù)。對一個量子信道而言，其信道容量的概念在傳輸不同種類信息的情況下，有多種表現(xiàn)形式，即經(jīng)典容量、私密容量和量子容量，量子容量表示信道傳輸量子信息的能力，并由相干信息的最大值來定義。經(jīng)過十余年的理論研究，人們先后發(fā)現(xiàn)量子信道的經(jīng)典容量和量子容量均具有不可加性。

所謂不可加性就好比一個人的左耳和右耳都聽不到聲音，但把兩只耳朵一起用時，卻能夠聽得十分清楚。量子信道容量的不可加性雖然在理論上已經(jīng)有了充分的研究，但是要在實(shí)驗(yàn)上觀測到“不可加”的現(xiàn)象卻十分困難。在常見的量子信道中，不可加性的效應(yīng)十分微弱，難以實(shí)驗(yàn)觀測。

為了能實(shí)際觀測到這一現(xiàn)象，研究人員在實(shí)驗(yàn)上構(gòu)建了一種同時具有“退相”和“擦除”性質(zhì)的量子信道，即“退相并擦除”量子信道，首次明顯且直接地觀測到了量子容量中相干信息的不可加性。研究人員搭建了一套具有n次復(fù)用能力的量子信道，研究發(fā)現(xiàn)，在使用雙重和三重復(fù)用的信道時，其相干信息與在使用單重復(fù)用信道下測得的結(jié)果存在著明顯的差值：在單重復(fù)用信道下測得相干信息量為零的情況下，雙重和三重復(fù)用信道下的相干信息依舊存在。這就證明了量子相干信息的不可加性。