“十二五”科技创新成就展高精尖科技“神器”齐亮相-微专栏-第141期-中国数字科技馆

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“十二五”科技创新成就展高精尖科技“神器”齐亮相

图文： | 2016-11-27

导语：导语：以“创新驱动发展，科技引领未来”为主题的国家“十二五”科技创新成就展，6月1至7日在北京展览馆举行。天宫一号模拟体验仓、北斗导航系统、蛟龙号、天河二号超级计算机……800多件实物、120多件模型、近百项互动项目齐亮相，让观众感受到了科技充满热情的魅力。小编从中挑选出5件高精尖科技“神器”，让我们一起来感受下中国科技的创新进步。

“神器”一：天宫一号模拟体验舱

　　大名鼎鼎的天空一号模拟体验舱展区聚集着很多观众，纷纷探头认真观看舱体内部的布置。体验舱内部是仿照天宫一号真实场景制作的，舱内装有自行车计量计、舱内航天服和电解质氧设备等实物，并配合液晶电视屏幕播放航天员天空生活和工作场景。现场还放置着VR设备，凡是参与微信答题的优胜者均可以体验一次模拟飞船的着陆过程。

　　“天宫一号”发射及与“神舟八号”对接流程示意图

　　2016年天宫一号“功成身退”，作为中国第一个目标飞行器和空间实验室，天宫一号与神舟八号、九号及十号飞船成功完成对接，在中国载人航天史上书写了光辉的一笔。今夏接力“上岗”的天宫二号空间实验室即将开创更多的“第一次”：乘载神舟十一号升空的两名航天员要在这里住30天，同时还会进行天地量子密钥传输试验、激光通信试验等多项中国首创的空间科学实验和技术试验项目。与此相应，包括长征七号/五号火箭、天舟一号货运飞船等也将在今年发射。

　　在此基础上，中国将在2020年前后建成永久性空间站，并在2022年全面运行。有媒体报道称，国际空间站将在2020年退役，届时中国空间站可能将成为唯一一个在轨运行的太空空间站。当年国际空间站项目将中国拒之门外，如今中国却表示：“我们欢迎国际合作”。

“神器”二：北斗卫星导航系统

　　北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位于通信系统(BDS),是继美全球定位系统(GPS)和俄罗斯格洛纳斯系统之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面段和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具备短报文通信能力。

　　“十二五”科技创新成就展北斗卫星导航系统展示模型

　　与美国的GPS系统一样，北斗卫星导航系统的主要功能就是实现快速与精准的定位。北斗卫星导航系统是中国人自主研发的，它的工作原理与GPS有所不同，使用北斗定位的人需要通过卫星向地面服务系统发出定位请求，地面服务系统利用双球定位原理解算出用户的位置并发送，这样一来地面站可以获知用户的位置，也就是说，通过它，我们可以掌握所有用户的信息。

　　北斗卫星导航系统由 5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成

　　2012年，已向亚太地区提供服务;2018年，将向“一带一路”沿线国家提供服务;2020年，将服务全球，定位精度优于10米，测速精度优于0.2米/秒。

“神器”三: 蛟龙号

　　“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器，设计最大下潜深度为7000米级，也是目前世界上下潜能力最深的作业型载人潜水器。“蛟龙号”可在占世界海洋面积99.8%的广阔海域中使用，对于我国开发利用深海的资源有着重要的意义。

　　蛟龙号内部结构与功能示意

　　处于世界领先地位的蛟龙号拥有三大尖端技术，即近底自动航行和悬停定位、高速水声通信、充油银锌蓄电池容量：

　　1、蛟龙号可稳稳“定住”。如同开车一样，驾驶员的脚总放在油门上，难免产生疲劳感。蛟龙号驾驶员是幸运的，它具备自动航行功能，驾驶员设定好方向后，可以放心进行观察和科研。更为令人称奇的是，蛟龙号还能悬停定位。一旦在海底发现目标，蛟龙号不需要像大部分国外深潜器那样坐底作业，而是由驾驶员行驶到相应位置，“定住”位置，与目标保持固定的距离，方便机械手进行操作。在海底洋流等导致蛟龙号摇摆不定，机械手运动带动整个潜水器晃动等内外干扰下，能够做到精确地“悬停”令人称道。在已公开的消息中，尚未有国外深潜器具备类似功能。

　　2、深海通信靠“声”不靠“电磁”。陆地通信主要靠电磁波，速度可以达到光速。但这一利器到了水中却没了用武之地，电磁波在海水中只能深入几米。“蛟龙号”潜入深海数千米，如何与母船保持联系?

　　科学家们研发了具有世界先进水平的高速水声通信技术，采用声纳通信。这一技术需要解决多项难题，比如水声传播速度只有每秒1500米左右，如果是7000米深度的话，喊一句话往来需要近10秒，声音延迟很大;声学传输的带宽也极其有限，传输速率很低;此外，声音在不均匀物体中的传播效果不理想，而海水密度大小不同，温度高低不同，海底回波条件也不同，加上母船和深潜器上的噪音，如何在复杂环境中有效提取信号难上加难。

　　目前，“蛟龙”号上装载的高速水声通信技术由中国科学院声学所研发，能够适时传输语音、文字和图片，这是国外绝大多数载人深潜器所没有的。

　　3、充油银锌蓄电池容量：蛟龙号采用的锌银电池组是整个潜水器的动力源，为冲击7000米立了大功。作为蛟龙号主动力电源、辅助动力电源、应急救生电源的深海耐压锌银系列充电电池，具有重量轻、析气量少的特点，容量超过110千瓦时，是目前世界上容量最大的潜水器蓄电池。而日本的潜水器蓄电池最大容量为86千瓦时，美国、法国的仅为40千瓦时至50千瓦时。

“神器”四：天河二号超级计算机

　　天河二号超级计算机连续六次位列国际高性能计算TOP500排行榜第一我国天河二号超级计算机系统自2013年6月至2015年11月连续6次位列国际高性能计算TOP500排行榜第一，峰值计算速度为54.9PFlops,持续计算速度33.86PFlops，综合技术水平处于国际领先地位，是我国超级计算机技术发展的最新成果，广泛应用于信息系统建设和科学工程计算领‍域，为国民经济发展、科学研究做出了重要贡献。

　　天河二号超级计算机

　　早在2014年6月，天河二号超级计算机就正式面向公众开放申请，不仅仅是大企业，只要有需要进行超算的中小企业、大学生、市民等，都可以申请。试用阶段用户可免费获得不超过1P到10P之间(最大不超过10万核*小时)的试用时间。相关负责人鼓励普通市民和创业大学生申请使用，只收取电费，收费标准是0.1元/核小时，这就相当于24小时租用一台个人电脑的总费用才10元。