“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。

“神器”五:未来智能驾驶舱

   在2016年6月1日开幕的“十二五”科技创新成就展上,中国商用飞机有限责任公司首次向公众展示其开发的大型民机未来智能驾驶舱。这也是中国商飞公司成立八年来第一次公开展示其民用飞机预先研究成果,标志着ARJ21新支线飞机和C919大型客机项目实施以来我国民用飞机技术创新体系建设取得阶段性成果。

  据了解,大型民机未来智能驾驶舱采用触摸和语音控制作为主要控制方案,集成增强型态势感知技术,可实现驾驶舱的智能控制;集成地空移动宽带通信等技术手段,可实现驾驶舱的空地、空空信息互联;采用超宽超大触摸显示屏,具有布局简洁等特点。

  “十二五”科技创新成就展未来智能驾驶舱展示中

  “十二五”科技创新成就展已经结束了,这次展览是一个总结,也是一个起点,这次没有机会到现场看展的读者们可以期待更加先进的“十三五”科技创新成就展啦!

  (部分图片和资料来自于网络,如有版权问题请与我们联系)

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