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量子卫星实现星地精确“握手”
浏览次数:837发布时间:2016-10-18 09:32:01 文章来源:浙江日报

10月12日,记者从中国科学院举行的新闻发布会上获悉,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”自8月16日发射以来,目前正在开展在轨测试,预计11月中旬完成全部在轨测试工作,卫星交付,开始国际前沿量子科学实验项目。

量子卫星首席科学家、浙江籍中科院院士潘建伟在发布会上介绍,量子科学实验卫星任务计划分为三个阶段:发射入轨、在轨测试和开展实验。其中在轨测试为期约3个月,目前已完成卫星平台测试和有效载荷测试,天地链路测试部分完成,目前正处于参数调整,寻找最佳工作点以及积累有效数据的过程中。

潘建伟表示,在卫星平台测试方面,目前量子卫星电池组状态正常,太阳帆板供电正常,充电、放电功能正常,遥控成功率100%。卫星姿控系统也运行正常,性能稳定,同时已完成有效载荷测试。

在轨测试中最难的,是天地链路测试中的星地量子纠缠的双边对准,需要量子科学实验卫星携带的两个激光器必须分别瞄准两个地面站,同时将经过编码的光子发射到地面,由地面系统负责接收并解码,需要超高精度的跟踪和地面站配合。

“就好比从高空中扔硬币到地面的储蓄罐,而且这个储蓄罐还是旋转的,可以说是针尖对麦芒。”量子卫星工程常务副总工程师兼卫星系统总指挥王建宇打了一个形象的比喻,“一颗小卫星同时对准两个地面站的实验在国际上也是第一次,我们做了大量工作,很幸运,9月1日第一次对接就成功,经过测试,性能指标也符合即将开展的量子实验的要求,成功搭建‘天地一体化’量子科学实验体系。”

目前“墨子号”已完成与北京兴隆站、青海德令哈站、新疆南山站单站跟瞄测试,建立了天地链路;完成南山与德令哈双站跟瞄测试,建立了双边纠缠光链路;完成与西藏阿里站的跟瞄测试,建立了隐形传态光链路。

这3条链路的打通,为卫星和地面站将共同执行的高速星地量子密钥分发、星地量子纠缠分发、星地量子隐形传态这三大科学实验任务打下了坚实基础。王建宇表示,以往的航天项目都是地面技术成熟再使用到天上,而“墨子号”则第一时间用上最新研究成功的新技术,这正是这颗科学实验卫星的先进性所在。

“有国外同行把量子卫星比喻为前苏联的‘伴侣号’卫星,那是人类第一颗人造卫星,所以‘墨子号’的开创性不言而喻。”潘建伟说。

发布会上公布了数张“墨子号”与地面基站进行通信测试的照片。照片中,“墨子号”量子科学实验卫星发出绿光,而地面基站发射红光,两束“信标光”互相对接,非常奇特。

“墨子号”飞过天空的时候会有多亮?量子卫星工程科学应用系统总师彭承志告诉记者,如果天气良好,当量子卫星经过时,会成为夜空中最亮的“星”。“天空中最亮的行星是金星,约为负5等星,而我们在北京兴隆站看到的量子卫星接近负10等星。所以‘墨子号’比天空中所有的星都明亮,仅次于月亮。”