30日“火星伴月”:星似一盏灯,月如白玉盘

  新华社天津10月29日电(记者周润健)天文专家介绍,10月30日晚,苍穹将上演“火星伴月”的美丽天象。届时,如果天气晴好,我国感兴趣的公众用肉眼将可见到红色的火星与皎洁的月亮近距离相互辉映、齐放光芒的景象,加之附近的天空没有太明亮的星体,这一天象清晰度非常高。

  最近,每到傍晚日落以后,从天空的东南方会升起一颗通红的星星,光焰似火,烁烁放光,这就是火星,它好似一盏红灯高挂天空,异常醒目。

  天文教育专家、天津市天文学会理事赵之珩介绍,30日日落后不久,一轮明月将在东南方天空冉冉升起。由于这天是农历九月十四,月亮接近满月,就像一面洁白的玉盘,温温润润的。而在明月右上方不远处,火星荧荧似火,熠熠生辉,如红宝石般,美艳无比。

  “红色的火星与皎洁的月亮,就像是一对情侣,在苍穹中深情相望,互诉衷肠,上演‘秋日私语’。”赵之珩形象地说。

  赵之珩提醒,在欣赏这幕“星月童话”之际,借助于天文望远镜,感兴趣的公众还可以试着找寻火星的“极冠”。火星两极存在着白色覆盖物区域,这就是“极冠”。而眼下一直到今年年底,前半夜都是欣赏火星的好时机。

  天文专家表示,通过对火星越来越多的了解,从科学发展的历史角度来讲,火星是太阳系中唯一的将来地球上的人类有可能前往移民的大行星。截至目前,人类已向火星发射了数十个探测器,其中就包括我国在今年发射的“天问一号”。

【版权与免责声明】此内容源网络,版权归创作人所有,我们尊重著作权所有人的合法权益,如发现内容存在版权问题,烦请提供相关信息发邮件至 3109822508@qq.com ,我们将及时沟通与处理。 本站内容除了小平平( my.swjhq.cn)原创外,其它均为网友转载内容,涉及言论、版权与本站无关。

天问一号完成第三次轨道中途修正

  科技日报北京10月28日电 (杨璐 记者付毅飞)记者从国家航天局获悉,2020年10月28日22时,在我国首次火星探测任务飞行控制团队控制下,天问一号探测器8台25牛发动机同时点火工作,顺利完成第三次轨道中途修正,并在轨标定了25牛发动机的实际性能。

  实施第三次轨道中途修正,是为了在深空机动后,对转移轨道再次进行微量调整,使火星探测器按照预定时间与火星交会。

  截至目前,天问一号已在轨飞行97天,距离地球约 4400万千米,飞行路程约2.56亿千米,探测器各系统状态良好,地面测控通信各中心和台站跟踪正常。

  图为天问一号轨道图。(国家航天局供图)

【版权与免责声明】此内容源网络,版权归创作人所有,我们尊重著作权所有人的合法权益,如发现内容存在版权问题,烦请提供相关信息发邮件至 3109822508@qq.com ,我们将及时沟通与处理。 本站内容除了小平平( my.swjhq.cn)原创外,其它均为网友转载内容,涉及言论、版权与本站无关。

新版《国家科学技术奖励条例》:更透明、强监督、去功利

  新华社北京10月28日电 题:更透明、强监督、去功利——解读新版《国家科学技术奖励条例》三大看点

  新华社记者董瑞丰、温竞华

  《国家科学技术奖励条例》经过第三次修订,日前已正式公布,将于2020年12月1日起施行。

  作为科技奖励制度一系列改革中的重要一环,新版条例力图通过调整“指挥棒”,以更加透明、严谨的制度设计,进一步激励自主创新、激发人才活力、营造良好创新环境,同时避免过度的功利导向,引导科技工作者回归科研初心。

  看点一:“推荐”变“提名”,程序透明成刚性要求

  新版条例的一个亮点,是落实了科技奖励由“推荐制”调整为“提名制”的改革要求。后者也是国际通行做法。

  较长时间以来,我国科技奖励采取的方式是:行政部门下达推荐数量指标,各单位组织科技人员申请报奖,单位经过筛选再向国家科技奖励办公室推荐。科技界对此一直有不同声音,认为行政“越位”导致了部分推荐奖项“含金量”不足。

  自中央全面深化改革领导小组2017年审议通过《关于深化科技奖励制度改革的方案》,次年,国家科技奖励即变“主动自荐”为“被动他荐”。此次条例修订,将这一改革举措上升到法规层面。

  科技部有关负责人介绍,改革报奖方式,实行由专家、学者、组织机构、相关部门等提名的制度,在坚持政府主导的基础上充分发挥专家、学者作用,强化奖励的学术性。

  同时,强化提名责任,提名者应当严格按照提名办法提名,提供提名材料,对材料的真实性和准确性负责,并按照规定承担相应责任。

  作为程序保障,新版条例还对评审过程透明做出刚性要求。明确评审活动坚持公开、公平、公正的原则,评审办法、奖励总数、奖励结果等信息应当向社会公布。

  看点二:建“诚信档案”,加大监督惩戒力度

  个别科研人员、机构有违反伦理道德或者科研不端等行为,隔几年避过风头后,又出现在科技奖励参评名单中——这样的情形曾被舆论质疑。

  新版条例注重科技奖励诚信体系建设,要求国家科学技术奖在提名阶段即对上述个人或组织“一票否决”,并建立对提名专家、学者、组织机构和评审委员、评审专家、候选者的科研诚信严重失信行为数据库。

  条例同时加大对科技奖励的监督惩戒力度。一方面,监督委员会根据相关办法对提名、评审和异议处理工作全程进行监督,并向国家科技奖励委员会报告监督情况。

  另一方面,对奖励活动各主体规定了相应的法律责任。违反条例规定,有科研诚信严重失信行为的个人、组织,将被记入科研诚信严重失信行为数据库,并按国家有关规定实施联合惩戒。

  长期从事科技奖励制度研究的教育部科技发展中心原主任李志民说,对科研不端“一票否决”、对跑奖要奖“零容忍”、对违规人员持续追责,这样的监督惩戒力度将让国家科技奖励更公正、更权威,也进一步为科研人员营造风清气正的学术环境,引导他们专注研究、发挥潜能。

  看点三:强化荣誉性,回归奖励“初心”

  一段时间里,国家科技奖励与学科评估、人才评价、学位点设置甚至院士评选挂钩,导致一些科研人员对奖项趋之若鹜。

  “这是科技界议论颇多的奖励溢出效应。把荣誉变成了功利,偏离了科技奖励的本来目的。”李志民说,国家科技奖励制度改革正在进一步深化,将更好地解决科研领域效率与公平的平衡问题。

  新版条例明确规定,禁止使用国家科学技术奖名义牟取不正当利益。

  科技部有关负责人表示,强化科技奖励的荣誉性,将国家科学技术奖授予追求真理、潜心研究、学有所长、研有所专、敢于超越、勇攀高峰的科技工作者。

  中国科协组织人事部副部长谭华霖说,中国科协作为学术共同体组织,长期以来深度参与国家科技奖励的提名举荐和评审评价工作。未来,将根据新版条例的要求,履行好学术共同体作用,促进科技奖项回归荣誉本身。

  据悉,新版《国家科学技术奖励条例》之后,实施细则等一系列配套文件也将陆续出台,下一步还将规范各类科技评奖,减少奖励数量,提高奖励质量。

【版权与免责声明】此内容源网络,版权归创作人所有,我们尊重著作权所有人的合法权益,如发现内容存在版权问题,烦请提供相关信息发邮件至 3109822508@qq.com ,我们将及时沟通与处理。 本站内容除了小平平( my.swjhq.cn)原创外,其它均为网友转载内容,涉及言论、版权与本站无关。

“天问一号”完成第三次轨道中途修正 已飞行97天

  记者从国家航天局获悉,2020年10月28日22时,在我国首次火星探测任务飞行控制团队控制下,天问一号探测器8台25N发动机同时点火工作,顺利完成第三次轨道中途修正,并在轨标定了25N发动机的实际性能。

  △图片来源:国家航天局

  实施第三次轨道中途修正,是为了在深空机动后,对转移轨道再次进行微量调整,使火星探测器按照预定时间与火星交会。

  △图片来源:国家航天局

  截至目前,天问一号已在轨飞行97天,距离地球约4400万千米,飞行路程约2.56亿千米,探测器各系统状态良好,地面测控通信各中心和台站跟踪正常。(总台央视记者 王世玉 杨璐)

【版权与免责声明】此内容源网络,版权归创作人所有,我们尊重著作权所有人的合法权益,如发现内容存在版权问题,烦请提供相关信息发邮件至 3109822508@qq.com ,我们将及时沟通与处理。 本站内容除了小平平( my.swjhq.cn)原创外,其它均为网友转载内容,涉及言论、版权与本站无关。

自动驾驶真正上路 还有10%的技术难题待解

市民在北京市海淀区稻香湖路的百度自动驾驶出租车指定上车点乘车。新华社记者 任超摄

  自动驾驶在技术上已经解决了90%的问题,但剩下10%的问题如很多边界化难题,却可能要花费比过去更多的精力去解决。

  10月21日,全国首个常态化运营的5G无人公交在苏州落地。这个在苏州高铁新城亮相的无人公交是在开放的城市道路上运行,且速度可达20—50千米/时。这辆无人公交车除了具备避让行人车辆、自动变道、自动转向、红绿灯识别等基本功能,还能应对各类城市复杂交通场景,例如穿行人车混杂的路口、应对后车加塞、“鬼探头”等。

  此前,10月12日,北京也开放了无人驾驶出租车试乘,可试乘区域包括海淀、亦庄等,12日当天北京地区的呼单量就突破了2600单。而早在今年4月,长沙已经全面开放了无人驾驶出租车服务。

  自动驾驶服务陆续落地,是否意味着其商业化临近?

  商业化正迎来最佳时机

  目前自动驾驶的落地情况如何?其发展到了一个什么程度?

  “2019年12月,国内首次提出了新基建的概念,掀起了一股新浪潮。新基建包括5G、物联网、工业互联网、卫星互联网、人工智能、云计算、区块链七大板块,其中有三大板块是自动驾驶软件的核心技术——5G、AI、大数据中心(云计算)。”轻舟智航联合创始人、CEO于骞在接受科技日报记者采访时表示。

  在于骞看来,自动驾驶处于这几大领域的交汇点,是新基建的典型落地应用。加上近年来不断完善的智慧城市、智慧交通相关政策,可以说,自动驾驶在国内的商业化落地正迎来最佳的时机。

  “在整体落地方面,仅从近几年无人驾驶行业的创业公司情况来看,以2018年为分界点,无人驾驶领域确实是出现了两个创业的黄金窗口。”于骞说。

  第一个黄金窗口出现在2015年至2017年之间,在这段时间里,出现了一批自动驾驶公司,在这个阶段的融资主要是靠估算的产品规模以及团队背景,当时市场对L4级别自动驾驶(全自动驾驶)产品落地的期望值很高,定下了不少比较乐观的近期目标。

  “在近期目标没有实现时,市场感到了失望,并重新对落地时间树立起了新的认知,这时又遇上了资本寒冬,所以自动驾驶创业公司的声音少了许多。”于骞表示。

  在2019年之后,人们对L4级别自动驾驶的预期开始回归理性,随着技术的进一步成熟,市场的需求也呼唤无人驾驶产品落地。同时国家的各类政策先后推出,以及相应的法律法规逐渐完善,随着硬件成本的显著下降,L4级别自动驾驶的短期落地场景逐渐明确了。

  于骞表示,目前,业内预计公共道路中低速载人场景的落地运营时间大概在1—3年,公共道路中低速载货场景的落地运营时间则是在3—5年。虽然前几年已经有各种物流车、摆渡车试运营,但这些试运营都只局限在园区里头,这里的落地,指的是在公开道路中的落地。

  无人小巴更具落地可能性

  部分应用落地是否意味着自动驾驶将很快投入商业化运行?自动驾驶的商业化道路还有多远?

  在于骞看来,自动驾驶能否商业化取决于不同自动驾驶级别和不同场景,例如L2级别自动驾驶(部分自动驾驶)的方案已经在许多量产车上落地。

  “无人驾驶出租车作为目前市场规模最大的、最有挑战的部分,是城市复杂交通环境无人驾驶的终极目标,但无人驾驶出租车的落地周期比较长、速度快、非固定路线,落地难度会比较大。”于骞说。

  目前业内更看好无人小巴在公开道路的商业化落地应用,无人小巴正在国内多个城市启动常态化运营,可满足城市中的地铁接驳及微循环接驳需求。

  如苏州在2020年7月发布了全球首条城市微循环无人小巴市民体验线路,并随后落地了全国首个常态化运营的城市公开道路无人小巴项目,部署多条无人小巴城市微循环线路。苏州的无人公交项目将设置多条路线,覆盖高铁新城周边9.8平方公里区域,解决居民出行“最后三公里”难题。这是目前国内覆盖范围最大的无人公交项目,也是唯一常态化运营的城市公开道路无人公交项目。

  于骞表示,无人小巴这一应用场景具有三大优势。第一,中低速场景,乘客对车速的预期可控,速度保持在20—50千米/时之间。第二,固定路线,车在同一条线路上反复磨练,更能确保行驶安全,并可实现红绿灯优先和预警。第三,满足多人出行,具有社会效益,在公共道路上享受优先路权。

  “无人小巴这一应用场景结合了固定路线中低速、多人出行路权优先、可部署基于5G的车路协同等优势,或将成为L4级别自动驾驶的最快实际落地场景。”于骞说。

  已经解决90%的技术问题

  有专家指出,目前困扰自动驾驶的主要难点在于其决策规划和感知,并认为目前并没有看到这两个难题的解决措施,此观点获得不少人的认同,现实情况是否如此?

  于骞认为,决策规划和感知的问题都可以归结为自动驾驶的长尾问题。自动驾驶在技术上已经解决了90%的问题,但剩下的10%却可能要花费同样多甚至更多的精力去解决,这10%包括很多边界化难题(Corner case),如在车辆遇上野鸭子之前,工程师甚至不知道会有野鸭子的问题。所以边界化难题是需要去发现并解决的。

  那么边界化难题怎样去发现并解决呢?

  “除了收集大量的数据,更重要的是建立自动化生产工厂,将源源不断收集来的有效数据,通过自动化的工具,加工成可用的模型。以更快的速度、更高效的方式应对边界化难题。”于骞表示。

  于骞以上面野鸭子的场景为例,如果需要专门针对这些场景去开发特殊的模型,那会有无穷无尽的场景需要处理。但借助自动化的办法,只要数据标注好了,下次系统更新时便可以更好处理这种情况,省下大量工程师的时间。

  “以感知举例是比较容易理解的,但其实规划技术也一样。要想让车做出准确的规划,最原始的方法是工程师写规则——大量的工程师写出大量的规则,但这种方式不易维护性还不能满足最新需求;再进一步便是设计奖励函数——设计奖励函数比写规则要简单得多;再往后则是系统利用数据自动学习奖励函数。这个过程便是往自动化方向发展的过程。”于骞说。

【版权与免责声明】此内容源网络,版权归创作人所有,我们尊重著作权所有人的合法权益,如发现内容存在版权问题,烦请提供相关信息发邮件至 3109822508@qq.com ,我们将及时沟通与处理。 本站内容除了小平平( my.swjhq.cn)原创外,其它均为网友转载内容,涉及言论、版权与本站无关。

为何要去小行星挖土?专家:这是意义重大的“太阳系考古”

  在贝努小行星上采样的冥王号 NASA

  北京时间10月21日清晨,已经在太空飞行4年的OSIRIS-REx(冥王号)探测器,成功从目前距地球3.34亿公里的贝努小行星上,收集了一些尘埃和碎石。耗费7年时间,耗资约65亿元人民币,只为从小行星上抓回“一把土”,值得吗?当然!在中国航天科工集团二院研究员杨宇光看来,这是一次意义重大的“太阳系考古”。

  中国科学院国家天文台研究员郑永春对这次任务后续的科学研究充满期待。“冥王号可以采集60克样品,这个量已经很多了,样品类型也会比较丰富,可以开展很多非常系统的研究。估计至少可以研究几十年。”

  小行星上藏有太阳系古老遗迹

  对于地球来说,近地小行星是一种危险的存在。它们在太空中风驰电掣,不时与地球擦肩而过,让人心惊肉跳。不过这些鲁莽的家伙并非一无是处,它们身上也藏有科学家们梦寐以求的东西,比如太阳系最古老的遗迹。

  郑永春介绍说,太阳系形成之后,尘埃碰撞凝聚形成了行星、矮行星等天体,还有些粉末碎屑,成为了小行星。相比之下,行星中含有很多放射性元素,会产生热量,从而导致演化、熔融,慢慢将太阳系初期的历史湮没。而能量小、热量少的小行星,基本上没有发生过演化,仍保留着太阳系形成之初的状态。对它们开展研究,有助于探寻太阳系最早期的面貌。

  此外,随着航天技术发展,人类也产生了对小行星资源开发利用的想法。

  出于上述目的,人们开始在茫茫太空中寻找探测目标。杨宇光表示,选择目标时,需要考虑几个因素。

  从工程角度,首先要考虑可行性。例如项目预算能买多大推力的火箭,能把探测器送到多远的地方,以此划定一个选择范围。如果要登陆采样,那么小行星的自转速度就不能太快,以免增加任务难度和风险。

  同时还要从探测价值方面考虑。太阳系里有近地小行星、主带小行星等多种类型,其轨道分布、成份等都有差异。在能力有限的情况下,一定是尽量选择此前没有探测过,本身具有一定特点,在科学上或对未来开发有足够高价值的小行星,作为探测目标。

  综合考虑各种因素,一颗发现于1999年,编号为1999 RQ36的近地小行星——贝努成为了冥王号的探测目标。

  全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩介绍说,贝努是一颗富碳小行星,直径将近500米。它距离地球最近时约有750万公里。

  中国科学院国家天文台研究员刘玉娟在一篇文章中介绍,贝努的年龄超过45亿岁,并未经历过剧烈的变化,意味着它表面和内部的物质都是太阳系诞生时产生的,其组成成分很可能包含生命最初在地球上形成时的物质。研究这样的小行星,有助于科学家认识早期的太阳系,包括地球的形成方式,以及生命起源的问题。

  全新“接触即离”方式几秒钟完成采样

  冥王号是美国首个小行星采样返回探测器,于2016年9月9日发射升空,2018年12月飞到贝努小行星附近。

  庞之浩介绍,冥王号此行有几个科学目标,包括从贝努表面采回足够量的风化层物质,绘制原始碳质小行星的全球特性、化学特性、矿物学分布情况图,在采样地点记录风化层的质地、形态、星体化学和光谱特性等。

  郑永春表示,采样区的选择,主要有两方面要求,一是希望样品有特点、信息丰富,具备更高的科学价值;二是必须有一块面积较大、地势平坦的区域,才能保证安全。经过综合考虑,冥王号选择了名为“夜莺”的采样区。

  庞之浩介绍,此次采样采用了“接触即离”方式,采样过程只用几秒钟。其间,冥王号并没有着陆,而是在接近目标时伸出采样机械臂,用机械臂末端的采样器完成采样,然后迅速飞离。这种方式省去了采样前着陆、固定,以及起飞前的解锁过程;探测器在惯性下落时,也提供了采样所需的力。

  冥王号的采样器采用了一项全新技术。庞之浩说,当采样器接触到小行星地表时,会喷射出纯氮气体,把贝努表面的部分表土层物质吹入样品返回舱。采样器在接触地表时,也可以取得一部分样品。冥王号携带了3罐氮气,能满足3次采样尝试。地面模拟试验表明,它能够采得超过60克样品。

  庞之浩说,采样完成后,冥王号计划于2021年3月踏上归途,在2023年9月将重达46千克的采样返回舱送回地球。不过它不会再入地球大气层,而是在进入大气前4小时释放采样返回舱,随即进行碰撞规避机动,让采样返回舱独自回到地面。冥王号自己则进入环绕太阳的轨道继续飞行。

  月球与小行星采样各有难点

  冥王号并不是人类第一个在小行星采样的探测器。

  2003年5月,日本发射隼鸟号探测器,几经波折,从糸川小行星上采集到约100毫克尘埃,于2010年6月返回地球。

  2014年12月,日本又发射隼鸟2号探测器。它于2019年2月在龙宫小行星着陆采集表面样本,并发现了水合矿物质。同年4月,它向龙宫发射了一枚金属弹,随后收集了被激起的物质。目前,隼鸟2号正在返回途中,计划于今年底将小行星样品送回地球。

  相比日本这两次小行星采样计划,冥王号项目除了科学目标不同,在采样、降落导航等方面也采用了全新的技术,同时在伴飞距离上大幅缩短。此外,60克的样品采集量,堪称阿波罗计划之后人类太空采样之最。

  近年来,各国纷纷启动行星探测计划。我国就计划在今年11月下旬发射嫦娥五号探测器,实施月球采样返回任务。那么月球与小行星在登陆采样方面有何不同?

  杨宇光表示,行星或矮行星的个头大、引力大,着陆及采样方式与小行星任务并不相同,因而在整个工程设计上都不一样。“从飞行器设计角度来说,冥王号和普通轨道飞行器没有太大差异,主要是增加了一些在微重力条件下采样的设备。”杨宇光说,而行星的巨大引力会导致探测器环绕、降落的速度非常快,这给工程带来了很大难度。

  尽管如此,小行星采样也有许多技术挑战。郑永春介绍,小行星在行星学中被称作“非合作天体”,由于其几乎没有引力,跟探测器之间没有相互作用,因此要实现对小行星的伴飞、环绕以及着陆,完全要依靠探测器自身的动力,这对探测器的姿态调整及控制精度提出了很高要求。

  此外,小行星距离地球较远,近地点往往也要数百万公里,远大于月球与地球之间的距离,加上其目标小、速度快,这都给探测任务的轨道设计增加了难度。

  据媒体报道,我国也在开展小行星探测关键技术攻关。根据目前的计划,我国将发射一个探测器,先环绕近地小行星2016HO3飞行,再择机登陆采样,将样品返回舱送到地球附近释放。随后探测器继续飞行,借助地球和火星引力到达小行星带,对名为133P的主带彗星进行探测。

【版权与免责声明】此内容源网络,版权归创作人所有,我们尊重著作权所有人的合法权益,如发现内容存在版权问题,烦请提供相关信息发邮件至 3109822508@qq.com ,我们将及时沟通与处理。 本站内容除了小平平( my.swjhq.cn)原创外,其它均为网友转载内容,涉及言论、版权与本站无关。

X射线不光能拍胸片还能找星星

  NASA

  图为首次发现银河系外行星的RX J1131-1231星系的引力透镜图像。中间的红色圆点是前景星系,这个星系中估计包含有万亿以上的行星。白点圆点代表了遥远背景天体经过前景星系时的成像。

  图片来源:美国俄克拉荷马大学官网

  9月25日,在预印本网站arXiv.org上刊载的一篇论文引发关注,美国哈佛大学史密森尼天体物理中心的天文学家罗珊娜·迪斯蒂法诺及其研究团队利用钱德拉X射线天文望远镜获得的数据,通过X射线掩食法在距离地球2800万光年外的涡状星系(Whirlpool Galaxy)中发现了一颗候选行星,这有望成为一颗新发现的银河系外行星。据计算,这颗被命名为M51-ULS-1b的候选行星半径略小于土星。

  从太阳系内到太阳系外,从银河系内再到银河系外,人类探索遥远行星的脚步从未停止过。瑞典天体物理学家米歇尔·马约尔和天文学家迪迪埃·奎洛兹,就是凭借1995年首次在太阳系外发现一颗围绕主序星运行的行星,共同分享了2019年诺贝尔物理学奖。这一次,研究人员如何发现这颗银河系外的候选行星?发现这颗候选行星有什么意义?

  光学望远镜难以直接观测遥远天体

  天体距离地球越遥远,就越难用望远镜直接观测。此前,科学家寻找银河系外行星的主要方法是利用微引力透镜现象。

  南京大学天文与空间科学学院教授周礼勇解释道,遥远处背景天体发出的光线会受处于前景的天体引力所影响,发生光线弯曲、光度增强等现象。在我们看来,遥远处的天体就像被“增亮”了,这种现象被称为微引力透镜现象。

  2018年2月,一项发表在《天体物理学快报》上的研究宣称,科学家首次发现银河系外的一群行星,利用的就是微引力透镜现象。

  利用微引力透镜现象一度被认为是有效探测距地球遥远天体的唯一方法。周礼勇表示,通过观察微引力透镜现象,不仅可以确定银河系外行星的存在,还能根据信号的特征频率推算出其质量。“不过,行星引起的微引力透镜现象转瞬即逝,且无法重复,所以利用微引力透镜现象观察到的银河系外候选行星,很难得到后续观测的进一步证实。”周礼勇说。

  而对于“不那么遥远”的太阳系外行星,最常用的探测方法包括凌星法和径向速度法。

  凌星法的本质是研究行星凌星所造成的恒星亮度变化。但造成恒星亮度变化的因素不只有行星的遮挡(凌星),还有可能来自恒星本身的活动。就像太阳黑子、爆发等,这些都有可能形成被测量恒星的光变曲线。

  周礼勇也表示,系外行星距离地球比较远,所以当它们掠过宿主恒星表面时,如果行星半径相对于恒星而言很小,我们很难在恒星的光变曲线中识别出凌星的信号。“这就像寻找1000公里外路灯下的一只萤火虫一样难。”他说。

  相较于银河系内行星,银河系外行星距离地球更加遥远。“距离我们几千万光年的银河系外,单个恒星本身已经难以分辨,其行星的凌星就几乎不可能观测到了。”周礼勇说。

  突破口是忽强忽弱的X射线

  寻找银河系外行星,凌星法真的无能为力吗?

  实际上,迪斯蒂法诺研究团队所使用的X射线掩食法跟凌星法基本一致。“原理上都是一样的,都能够给出遮挡与被遮挡天体相对大小的信息。”中国科学院紫金山天文台副研究员陈果说。

  所谓掩食法,即通过观测恒星的光线变化情况来寻找行星。当行星运行到观测者与恒星之间时,恒星亮度会因行星的遮掩发生变化。如果这一变化存在周期性,那么我们就有可能利用掩食法追踪到这颗行星的踪迹。

  银河系内的凌星观测大多在光学和红外波段进行。“因为一般恒星辐射的X射线较弱、辐射的可见光较强,而且X射线会被地球大气吸收,用X射线掩食法进行观测就比较难。”周礼勇解释道。

  与可见光相比,X射线波长短、能量高,更易穿透宇宙尘埃和气体云团。因此,迪斯蒂法诺研究团队关注的就是X射线。

  在银河系之外,X射线主要源自X射线双星系统。这类系统由一颗普通恒星和一个大质量恒星的遗骸(黑洞或中子星)构成。后者巨大的引力能吸积伴星的物质,在这个过程中,吸积盘会释放出X射线。“在这类系统的凌星现象中,X射线波段的亮度变化非常明显,因为X射线的发射区域集中在狭小的空间,行星经过时,甚至能将X射线发生区域完全遮住。”周礼勇告诉记者。

  2012年,钱德拉X射线天文望远镜捕捉到了一个事件——在距离地球超过2800万光年的涡状星系中,X射线源逐渐变弱直至为零,然后重新出现。对这一信号进行分析和计算后,迪斯蒂法诺团队判定这是一颗行星导致的凌星现象。

  实际上,X射线源变弱又变强,原因可能有多种,比如存在另一颗小恒星(如白矮星)使X射线源黯然失色。但研究团队认为,M51-ULS-1b不是白矮星或其他类型的恒星,因为这片区域的双星系统太年轻,此类物体无法在附近演化。研究人员排除了另一颗恒星阻挡X射线源的可能,认为这是银河系外的一颗候选行星。

  为搜索系外行星提供新思路

  从候选行星到被确认为银河系外行星,还有多远的距离?

  陈果坦言,“候选行星”只是众多可能性中的一种,“探测到的光变又是孤立事件,远远达不到能够确认的程度”。

  “实际上,首先要确认的是这种光变特征是否能被重复观测;若能重复,它是否存在周期性。另外,用掩食法测出的是天体的相对大小。因此,被遮挡天体的尺寸估量是否准确将会严重影响前方遮挡天体的尺寸确定。所以,这个天体是不是真的略小于土星的尺寸,也要打个问号。”陈果分析道,最好能通过其他技术手段限定这颗天体的质量,才能对该天体是否是行星做出评估。

  需要强调的是,这项研究还只是刊发在预印本网站arXiv.org上,未经过进一步研究确认。从候选行星到被确认为银河系外行星,尚需时日。

  不过,研究团队提供了一种搜索行星的新思路。“主要是搜索方法上的启发,也许X射线掩食法也可以用于银河系内行星的搜索。”周礼勇说。

  工欲善其事,必先利其器。迪斯蒂法诺团队能取得此次研究进展,钱德拉X射线天文望远镜功不可没。

  1999年,美国发射钱德拉X射线天文望远镜,欧洲发射XMM—牛顿卫星,成为世界X射线天文学时代开启的标志性事件。作为我国自主设计研制的首颗大型X射线天文卫星,“慧眼”在2017年6月15日成功发射。“慧眼”集全天球扫描、目标定点凝视、小天区深度扫描、γ暴探测等多种探测模式于一身,不仅填补了我国空间X射线天文卫星探测的空白,还能为我国科学家提供遥远宇宙中的天体的高灵敏度图像。

【版权与免责声明】此内容源网络,版权归创作人所有,我们尊重著作权所有人的合法权益,如发现内容存在版权问题,烦请提供相关信息发邮件至 3109822508@qq.com ,我们将及时沟通与处理。 本站内容除了小平平( my.swjhq.cn)原创外,其它均为网友转载内容,涉及言论、版权与本站无关。

嫦娥四号完成第23月昼工作 嫦娥五号年底发射

最近玄武岩覆盖区域(红色线条区域)(图片来源:国家航天局探月与航天工程中心)

  人民网北京10月26日电(赵竹青)随着天体的运行,夜幕再次降临在月球背面。记者从中国国家航天局探月与航天工程中心获悉,嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车完成第23月昼工作,分别于10月23日21时40分和12时,按地面指令完成月夜模式设置,进入月夜休眠。截至今天,嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车已在月球背面顺利工作660个地球日,累计行驶565.9米。

  基于第22月昼全景相机拼接影像、DOM影像等数据情况,“玉兔二号”月球车在第23月昼期间先后向玄武岩分布区域和反射率较高的撞击坑区域行驶,这两个位置均位于月球车西北方向。在此行进路线中,红外成像光谱仪对一直径约为30cm的岩块进行了光谱探测。科研团队正在对探测数据进行深入研究。

月表中子与辐射剂量探测仪在着陆器上的安装位置(图片来源:国家航天局探月与航天工程中心)

  在23个月昼的科学探测中,着陆器上月表中子与辐射剂量探测仪开展了国际上首次月表实地粒子辐射环境探测,获取了珍贵的第一手科学数据,研究成果在Science Advance期刊发表。月表中子与辐射剂量探测仪可对月表的粒子辐射总剂量、中性粒子辐射剂量、粒子辐射LET谱、中子、带电粒子进行综合测量。实测结果表明,着陆区附近粒子辐射剂量率为13.2uGy/h(si),剂量当量是火星表面和空间站内部的2倍,一次航班的5到10倍,地球表面(北京)的300倍。这些实地测量结果为我国后续的月球探测提供了重要的辐射环境参数。该载荷还将带电粒子和中性粒子的辐射剂量进行了区分,由此提供了更加精准的辐射物理量,可服务于未来航天员的辐射防护。

  近日,中国探月工程同时还迎来一个重要纪念日——嫦娥一号发射13周年。2007年10月24日,我国首颗探月卫星嫦娥一号由长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射,开启了我国探月工程的辉煌历程。本次任务的成功实施,标志着我国进入世界深空探测俱乐部,树立了中国航天继人造卫星和载人航天之后的第三个里程碑。

  我国对月球的探索还在持续。预计今年年底前,我国将发射嫦娥五号探测器,力争实现首次在月球表面自动采样、首次从月面起飞、首次在38万公里外的月球轨道进行无人交会对接、首次带月壤以接近第二宇宙速度返回地球。

【版权与免责声明】此内容源网络,版权归创作人所有,我们尊重著作权所有人的合法权益,如发现内容存在版权问题,烦请提供相关信息发邮件至 3109822508@qq.com ,我们将及时沟通与处理。 本站内容除了小平平( my.swjhq.cn)原创外,其它均为网友转载内容,涉及言论、版权与本站无关。

为啥要集体学习量子科技?来看看量子科技到底是啥

  近日,一条特别的新闻引起大众关注:中共中央政治局就量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习。

  量子是能表现出某物质或物理量特性的最小单元。量子力学是描述微观物理世界的物理理论。在这个神奇的物理框架内,包含了太多不可思议的现象:从微观世界判定薛定谔的猫是既死又活,到相隔千里的两个粒子可以瞬间心有灵犀地纠缠……量子力学奇奥难解,其研究结果总与人们的习惯思维背道而驰。甚至有人感慨:有1000个物理学家,就有1000种关于量子力学的观点。

  中共中央政治局为啥要集体学习量子科技?

  首先,量子科技是重大颠覆性技术创新,将引领新一轮科技革命和产业变革方向。作为一个具有全球影响力的科技创新大国,我国不能在这一领域竞争中缺席。

  量子是20世纪最重要的科学发现之一,原子弹、激光、核磁共振等新技术均在量子科学问世后孕育出来,改变了人类历史进程。近年来,量子科技发展突飞猛进,也使之成为备受关注的新一轮科技革命与产业变革前沿。量子计算会颠覆性提高信息运算处理速度,量子通信会大幅度提升通信安全性,量子精密测量和传感技术会在未来的万物互联时代广泛应用……

  以量子计算机为例。如果把目前传统电子计算机比作自行车,那么,量子计算机就好比飞机。分解300位大数,利用万亿次经典计算机需要15万年,利用万亿次量子计算机仅需1秒。当量子计算机实用化以后,密码分析、气象预报、药物设计、金融分析、石油勘探、人工智能、大数据等领域中需要超大计算量的难题,均可交给量子计算机又快又好地完成。

  其次,经过多年积累与发展,我国在量子科技领域硕果累累,已经具备了在这一领域争雄的科技实力和创新能力。

  目前,我国科学家在量子科技领域取得了不少具有国际影响力的世界首创级成果。2012年首次从实验中观测到量子反常霍尔效应,2016年发射全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”,2017年开通世界首条千公里级量子保密通信干线“京沪干线”,2017年研制出世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机……

  这些成果是我国科技工作者在量子科技上奋起直追的结果。国际权威期刊《自然》杂志曾评价称:“墨子号”量子卫星研究成果标志着中国在量子通信领域的崛起,从10年前不起眼的国家发展为现在的世界劲旅。

  再次,我国量子科技发展仍存在不少短板,发展面临多重挑战。

  当今世界正经历百年未有之大变局,科技创新是其中一个关键变量。具体到量子科技领域,我们仍需加强顶层设计与前瞻布局,健全政策支持体系,加快基础研究突破与关键核心技术攻关,培养造就高水平人才队伍,促进产学研协同创新。这些工作不能仅依靠科技工作者努力奋斗,更需要有各级党委和政府的战略判断、高度支持与统筹协调,需要各级政府部门高度重视科技创新发展,学习新知识,掌握新动态。

  我们期待着,在世界新一轮科技革命与产业变革中,中国能抢占科技发展国际竞争制高点,构筑发展新优势——量子科技将成为其中最璀璨的明珠之一。(佘惠敏)

【版权与免责声明】此内容源网络,版权归创作人所有,我们尊重著作权所有人的合法权益,如发现内容存在版权问题,烦请提供相关信息发邮件至 3109822508@qq.com ,我们将及时沟通与处理。 本站内容除了小平平( my.swjhq.cn)原创外,其它均为网友转载内容,涉及言论、版权与本站无关。

走进神秘的量子世界

  日前,中共中央政治局就量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习。量子科技成为舆论关注的热点话题。这一引发广泛热议的新晋“网红”究竟是“何方神圣”,为何会受到全世界高度关注,在现实生活中又有何应用前景?经济日报记者带您一起走近量子科技。

  认识量子科技先要从量子说起。量子是什么?根据量子理论,量子是构成物质的最基本单元,是能量的最基本携带者,不可分割。一个事物如果存在最小不可分割的基本单位,我们就可以说它是量子化的,并把最小单位称为量子。所有人们熟知的分子、原子、电子、光子等微观粒子,都是量子的一种表现形态。

  什么是量子

  中国科学院物理所研究员曹则贤在2020年跨年科学演讲中曾打过这样一个比方:我们生活中可以见到的、感知到的事物,包括光与能量的最小单位都能称之为量子。就像我们远处看鱼群是乌泱乌泱的一片黑,但是放大了看就是一条条鱼,这就可以说是鱼群的量子。

  中国科学技术大学副研究员、科普专家袁岚峰在媒体上这样撰文解释:量子的本意是个数学概念,简言之就是“离散变化的最小单元”。什么叫“离散变化”?袁岚峰这样撰文解释:我们统计人数时,可以有一个人、两个人,但不可能有半个人、三分之一个人。我们上台阶时,只能上一个台阶、两个台阶,不能上半个台阶、三分之一个台阶。这些就是“离散变化”。对于统计人数来说,一个人就是一个量子。对于上台阶来说,一个台阶就是一个量子。如果某个东西只能离散变化,我们就说它是“量子化”的。

  与我们认识的宏观世界不同,人们发现在量子这一微观世界中许多实验现象违背常识,完全无法用经典物理学诠释。比如,根据经典物理学,一个客体的状态(用0和1表示)就像最简单的二进制开和关,只能处于开或者关中的某一个状态,即要么是0要么是1,这就好比一只猫,要么是生要么是死,不能同时“又生又死”。

  然而,这一理论并不适用于量子世界。在量子世界中,一只猫可以处于又生又死的叠加状态。这种所谓的量子相干叠加正是量子世界与经典世界的根本区别。更为神奇的是,这种叠加状态极其脆弱,一旦有人去测量,它就会立刻从叠加状态变为确定状态。

  美国物理学家、诺贝尔奖获得者穆雷·盖尔曼曾发出如是感慨:量子力学是一个神秘的、令人捉摸不透的学科,我们谁都谈不上真正理解,只是知道怎样去运用它。

  量子通信无条件安全

  虽然听起来很神秘,其实量子科技距离我们并不遥远。比如,信息时代的关键核心技术,晶体管、固态硬盘、扫描电子显微镜等,即是第一代量子技术的代表性成果。今天,量子科技发展具有重大科学意义和战略价值,将引领新一轮科技革命和产业变革方向。

  中国科学院物理研究所研究员范桁介绍,量子科技主要包含三方面内容,量子计算、量子保密通信与量子精密测量。其中,量子保密通信主要表现为量子秘钥分发。量子精密测量主要以利用量子效应实现超越经典方法的精密测量为主,具有广泛应用价值。量子计算是量子科技重要组成部分,也是最具挑战的目标,被认为是下一代信息产业制高点,意义重大。这三方面内容也是世界各国量子计划的主要组成部分。

  目前,应用最为成熟的当属量子通信。所谓量子通信,简单说就是利用量子力学相关原理解决信息安全问题的通信技术。其中,一个著名原理就是量子纠缠。一般情况下,量子体系中一个物理量的值并不能预先确定,而是依赖于采取何种测量基;进一步,对处于量子纠缠的两个粒子,对其中一个粒子的测量结果会瞬间确定另一个粒子的状态,不论它们相距多么遥远。这一被爱因斯坦称作“鬼魅般的超距作用”,便是量子通信的理论基础。

  传统通信方式建立在加密算法或者加密技术基础之上,如果计算能力足够强大破解了加密算法,就有被窃听风险。量子的独有特性,使其具有不可克隆、测不准等“先天优势”。用量子做成的“密钥”来传递信息,加密内容不会被破译,窃听者必然会被“抓包”,这为破解信息加密“瓶颈”提供了解决方案。

  向着安全通信的梦想努力奔跑——我国于2016年8月份发射的“墨子号”量子科学实验卫星,在2017年星地量子密钥分发的成码率已达到10千比特/秒(kbps)量级,成功验证了星地量子密钥分发的可行性。目前,经过系统优化,密钥分发成码率已经达到100千比特/秒(kbps)量级,具备了初步实用价值。

  1120公里!2020年,“墨子号”量子科学实验卫星再立新功:科学家们利用“墨子号”作为量子纠缠源,向遥远的两地分发量子纠缠,在国际上首次实现了千公里级基于纠缠的量子密钥分发——为量子通信走向现实应用奠定了重要基础。

  “量子通信克服了经典加密技术内在的安全隐患。因为,其安全性不依赖于计算复杂度,这是原理上无条件安全的一种通信方式。”中国科学院院士潘建伟称。

  量子计算潜力无限

  除了量子保密通信,科学家们密切关注的另一个重要应用是量子计算机。

  在古代,人们就已制造出了可作一定计算的器具与机器。比如,中国发明的算盘,欧洲早期发明的各种计算器械。现代意义上世界第一台计算机名为埃尼阿克,它重达27吨,占地150多平方米,在1945年建造成功,目的是计算炮弹弹道。冯诺依曼1945年明确提出了存储程序通用计算机方案,规划了电子计算机架构,使得计算机可以被广泛应用。

  “但是,现有计算机基于微处理器芯片摩尔定律,这无疑会碰到技术瓶颈,于是人们开始思考建造一种全新计算机——量子计算机。”根据范桁的介绍,量子计算机的运行遵循量子力学原理,以量子比特为基本信息单元,以量子纠缠、相干叠加和量子测量为特色,其发展也将遵循经典计算机类似的轨迹。“不过,我们现在看到的量子计算机原型机功能比较单一,只能模拟某些特定量子过程,或者解决某些简单问题。”范桁说。

  如果世界上有量子计算机,我们现有经典计算机能否实现其功能?范桁分享了国际科研进展。2019年,谷歌宣布实现了53个量子比特的超导量子计算,在处理随机线路采样问题时,其200秒完成的任务经典计算机要用一万年。目前,超导量子处理器芯片已达到50个至100个量子比特,用经典计算机模拟其功能需要用天河或者太湖之光这样的超级计算机。“多增加一个量子比特,经典计算机资源就需要翻番,这个竞争将不具有持续性。因此,量子计算机的功能不可能用经典计算机来替代。”范桁表示。

  不仅如此,与经典算法相比,人们已知运行于量子计算机的某些量子算法具有明显优势。比如,肖尔算法和格罗夫量子搜索,它们都在信息安全方面具有重要应用,这些算法的实用化运行将迅速对现有信息安全体系造成全面冲击。在实用性方面,量子搜索算法可以期望应用于大数据;量子退火算法可以应用于优化问题,比如物流和交通优化等;量子模拟可以被应用于量子化学和量子物理研究,比如生物合成和药物筛选等;量子模拟向量网络态可应用于机器学习和神经网络等。

  既然如此强大,量子计算机何时能从梦想照进现实?范桁坦言,量子计算机的研究刚刚起步,距离实用化需要的成千上万个量子比特仍有较大距离。此外,量子计算机的建造兼具工程与科学特色,不可控因素较多,技术上也有瓶颈需要克服。因此,需要各领域专家联合攻关,在集中资源重点突破的同时,兼顾多种技术路线。

  比如,IBM等高科技公司逐渐摆脱了单纯科研探索模式,以实用化、集成和综合性为目标,其研发涵盖软硬件各个方向,实现方案大多选择了超导量子计算方案,以提供云量子计算服务,培养量子计算生态作为一个重要的目标。中国科学家在超导量子计算方面也有世界性先进成果:中国科学院物理研究所、浙江大学和中国科大等合作,在去年实现了20超导量子比特的薛定谔猫态制备,创造了固态系统纠缠量子比特数世界纪录。“长期来看,量子计算机功能强大,是下一代信息技术制高点,有望影响人类生活的方方面面,国际竞争不可避免。”范桁说。

【版权与免责声明】此内容源网络,版权归创作人所有,我们尊重著作权所有人的合法权益,如发现内容存在版权问题,烦请提供相关信息发邮件至 3109822508@qq.com ,我们将及时沟通与处理。 本站内容除了小平平( my.swjhq.cn)原创外,其它均为网友转载内容,涉及言论、版权与本站无关。