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3000万年误差1秒!——揭秘天宫二号上的“定时神针”空间冷原子钟


http://www.sciencehuman.com   科学人  网站  2016-09-17

  新华社上海9月17日电(记者王琳琳)成功发射的天宫二号搭载了多种高精尖科学装备。其中,由中科院上海光机所研制的“定时神针”——空间冷原子钟,有望实现约3000万年误差1秒的超高精度,这将是国际上首台在轨运行并开展科学实验的空间冷原子钟,也是目前在空间运行的最高精度原子钟。

  人类社会发展离不开对时间的精确测量。之前,在太空中运行的原子钟都是热原子钟,精度最高对应300万年误差1秒。此次,由天宫二号搭载的空间冷原子钟将激光冷却技术送入太空,在空间微重力环境下,进一步使时间精度提升10倍,意味着这台钟运行3000万年才会有1秒的误差!

  如此精准的钟到底有什么作用呢?上海光机所中科院量子光学重点实验室主任刘亮介绍,在太空中,空间冷原子钟可以建立超高精度时间频率基准。有了这个基准,就可以把天上其他原子钟同步起来,让全球卫星导航系统具有更加精确和稳定的运行能力。

  此外,冷原子技术的发展还将大幅提高许多实验的精度,让原来不可能进行的实验成为可能。例如,开展深空导航定位。刘亮说,如果我们在太阳系中不受引力影响的拉格朗日点各放置一台冷原子钟,人类就可以超越近地范围、在太阳系这个更大的范围内实现准确定位,开展大尺度时空研究,包括广义相对论在大尺度情况下是否成立等。

  又如,空间冷原子干涉仪可以取代空间激光干涉仪,实现在轨引力波探测。刘亮介绍,探测引力波有多种手段,采用激光干涉仪探测,需要三颗卫星,空间冷原子干涉仪只需要两颗卫星,技术难度和成本都有所降低。

  同时,空间冷原子钟还能测量引力红移。根据广义相对论,时间没有统一的概念,在火星、月球等不同的引力场里,时间都是不一样的。“如果天上有个原子钟,地面也有个原子钟,那么一比较,就知道时间相差多少,然后利用这个时间差就可以测量引力红移。”刘亮说。在不远的将来,空间冷原子钟的发展或许能让科幻世界的诸多猜想得到明确的解答。

    【新华网】

 

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  新华社北京9月16日电  综述:中国在实现空间站梦想上迈出重要一步——外媒热议天宫二号发射

  新华社记者

  15日晚,中秋之夜,中国首个真正意义上的空间实验室——天宫二号成功发射升空。美国、英国、法国、德国、日本、巴西等多国媒体对此进行了全面报道和热烈讨论。外媒普遍认为,天空二号的成功发射是中国在实现空间站梦想上迈出的重要一步,而中国与其他国家加强在空间科学领域的合作将成为大势所趋。

  德新社就天宫二号的成功发射予以详细报道,称中国成功将其送入太空是在建设自己空间站这条“雄心勃勃”的道路上迈出的一大步。

  巴西最大报纸《圣保罗报》官网15日刊发题为《中国发射载人空间实验室》的文章说,中国此前发射的天宫一号主要任务是试验与飞船对接和进行轨道调试,而天宫二号将用于试验宇航员在太空的长时间驻留。因此,中国在实现拥有自己空间站梦想过程中,天宫二号是一个关键性环节。

  日本《朝日新闻》报道说,天宫二号的发射显示了中国加快太空研究开发的姿态,也是中国追赶先进、实现“航天强国”目标的重要一步。

  美国《基督教科学箴言报》也认为,天宫二号的发射是中国成为现代太空竞赛一个主要选手的关键一步。

  多家国外媒体在报道中提到,中国将在2020年前后建成并运转自己的空间站,并在2024年左右国际空间站退役后成为唯一拥有在轨空间站的国家,这将大大推动中国与世界其他国家在空间科学领域的合作。

  英国知名学术杂志《自然》在题为《中国发射第二个空间实验室》的文章中指出,天宫二号上的“天极”伽玛暴偏振探测仪实验项目有中国、瑞士以及波兰科学家参与,并获得欧洲航天局的支持。除了这个项目,中国科学院正与欧洲航天局探讨开展其他空间科学合作项目。

  文章认为,中国在空间科学领域开展国际合作具有较大优势。目前,中国正积极加强在空间科学方面的投入,去年将暗物质粒子探测卫星“悟空”发射入轨,近期则发射了全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”。这些项目让中国变成全球科研人员测试空间科学理论的“激动人心之地”。报道援引参与“天极”项目的瑞士日内瓦大学天体物理学家尼古拉斯·普罗德维的话说:“在中国,事情开展的非常快,他们有资金,也有意愿。”

  法国华文报纸《欧洲时报》16日发表题为《天宫二号搭载中国文化和合理念》的评论说,欧洲航天大国面临的预算压力上升,促使欧洲航天局考虑与中国共同分担航天项目的可能。据悉,中国载人航天工程办公室已分别与俄罗斯联邦航天署和欧洲航天局就科学家进入中国空间站达成协议,空间站设计为大型舱段对接预留接口。人们有理由期待这样的合作更广泛、更深入,让“天宫”“神舟”所寓寄的向往、和合之美,与创新、协作的时代精神成功“交会对接”。正如欧洲航天局局长韦尔纳所言,把中国等非传统伙伴纳入更大的人类探索平台举措是务实的,只有让中国参与,来自不同国家的宇宙飞船才能在太空连接在一起。

  美国国会自2011年以来禁止美国航天局与中国接触。针对这一情况,美国有线电视新闻网(CNN)、美国哥伦比亚广播公司(CBS)等媒体在报道中都援引了美国海军军事学院教授琼·约翰逊-弗雷泽的观点。她认为,2022年中国空间站将成为事实上的国际性空间站,世界其他国家都准备跟中国合作建设空间站,欧洲人为此已开始学中文。如果美国不马上改变政策、与中国在太空开展合作,那么就会失去对中国未来航天计划的影响力。(执笔记者张莹,综合驻外记者林小春、张家伟、钱铮、郭洋、刘彤、杨江玲报道)

    [新华网]

 

 

 

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