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向着未来进发 来看2020年中国科技创新重大进展
2020年,我们经历了新中国历史上极不平凡的一年,也交出了一份人民满意、世界瞩目、可以载入史册的答卷。中国科技创新取得重大进展,是这份答卷中一个精彩篇章。科技工作者开拓前沿、勇攀高峰的奋斗身姿,让人久久注目。
“嫦娥”奔月,“鲲龙”击水;“中国天眼”瞭望宇宙,“奋斗者”探索深渊;从量子计算机“九章”到“人造太阳”,我们正逐渐把握物质最本源、最深刻的力量;绘制人类首个细胞图谱,我们又揭开生命奥秘的一角……
可以说,2020年我们取得的科技创新进展是全方位的。请跟随记者,来领略这壮丽的创新图景。
“北斗”闪耀 沐泽八方
2020年6月23日,我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空。 新华社图
7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通,这意味着我国成为世界上第三个独立拥有全球卫星导航系统的国家。
应用是北斗系统建设的出发点和落脚点。北斗三号具备导航定位和通信数传两大功能,可提供定位导航授时、全球短报文通信、区域短报文通信、国际搜救等7类服务。护航京张高铁自动驾驶,助力火神山、雷神山医院建设等,如今北斗系统已全面服务于交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业,融入电力、金融、通信等国家核心基础设施建设。
未来,北斗卫星导航还将和5G、大数据、人工智能、互联网等新兴技术融合,催生新产业、新模式、新业态。
中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其说:“400多家单位、30余万科技人员集智攻关,最终实现北斗三号卫星核心器部件国产化率100%。北斗系统背后是每一位科技工作者的不懈努力,这是中国航天人在建设科技强国征程上立起的又一座精神丰碑,激励着广大科研工作者继续勇攀科技高峰。”
“嫦娥”回家 揽月归来
嫦娥五号 新华社图
在中国文昌航天发射场,“长征五号”遥五运载火箭拖着长长的尾焰,全速托举中国探月工程“嫦娥五号”探测器划过夜空,迈出中国首次地外天体采样返回的第一步。
12月17日1时59分,“嫦娥五号”返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆,探月工程“嫦娥五号”任务取得圆满成功。
作为我国探月工程“绕、落、回”三步走中的收官之战,“嫦娥五号”创造了中国航天史上的多个“首次”。以“嫦娥五号”任务圆满成功为起点,我国探月工程四期和行星探测工程将接续实施。嫦娥六号、七号、八号,小行星探测、火星取样返回、木星系探测等工程任务都将按计划陆续实施。
国家航天局探月工程三期总设计师胡浩说:“‘嫦娥五号’任务背后是多项创新技术的支撑。自主创新是我们的目标,也是主旨。我们设计整个一套工程体系,建立深空测控网,使深空测控能够达到全球布局,支撑整个任务完成。从某种意义上来讲,探月工程系统带动的是我国航天科技的整体发展。”
“天眼”开眼 瞭望宇宙
中国天眼 新华社图
1月11日,“中国天眼”500米口径球面射电望远镜通过国家验收正式开放运行,是目前世界上最大且最灵敏的射电望远镜。其反射面的面积相当于30个足球场大小,如果把它比喻成一口盛满水的锅,那么,全世界每人可以分4瓶矿泉水。
验收以来,“中国天眼”运行稳定可靠,近一年已经观测服务超过5200个机时,累计发现脉冲星数量超过240颗。
10月和11月,在“中国天眼”的支持下,科学家在《自然》杂志上发表了关于快速射电暴的研究成果,首次报道了在银河系内观测到的快速射电暴,最新观测证实极强磁场中子星(磁星)是快速射电暴的来源之一。
“中国天眼”之父南仁东曾动情地说:“探索宇宙起源、天地起源和生命起源,它(‘中国天眼’)实际提供了一个极端物理条件的太空实验室。”
“鲲龙”击水 腾云展翅
7月26日,水陆两栖飞机AG600在海面滑行。 新华社发
入水、滑行、回转、加速……在波涛起伏中,一架白色的大飞机直冲云霄。
7月26日,大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600实现海上首飞,是继陆上首飞、水上首飞之后的第三次首飞,此后研制进入新阶段。
AG600飞机是首次按照中国民航适航规章要求研制的大型特种用途飞机,与C919、运—20并称国产大飞机“三剑客”。它能满足我国森林灭火和水上救援的迫切需要,是国家应急救援体系建设急需的重大航空装备。
AG600飞机最多可载水12吨,能够在水源与火场之间多次往返投水灭火,单次投水救火面积可达4000余平方米。同时,它还拥有高抗浪船体设计,除了水面低空搜索外,还可在水面停泊实施救援行动,水上应急救援一次可救护50名遇险人员。
“海上首飞是在水上首飞基础上取得的进步,推动了AG600飞机的适航取证工作,将加快填补我国森林灭火和海上救援体系中的空白。”AG600型号试飞总师王诚华说。
微观写生 细胞“画像”
3月26日,浙江大学郭国骥团队用自主研发的分析平台,绘制出人类首个细胞图谱,让人类对细胞的观测进入到前所未有的精度。
科研团队建立70多万个单细胞的转录组数据库,鉴定了人体100余种细胞大类和800余种细胞亚类,并开发出一种用于人体细胞类型识别的单细胞比对系统,搭建起人类细胞蓝图网站。
通过跨时期、跨组织和跨物种的细胞图谱分析,研究团队揭示了一个普适性的哺乳动物细胞命运决定机制。
郭国骥说:“我们的工作在跨组织和跨物种的数据可比性上有较大优势。完美版的人类细胞图谱还应该整合空间信息、多组学数据和人群分析,这需要全世界科学家的共同努力。”
“太阳”人造 逐梦夸父
人造太阳 新华社图
12月4日,新一代“人造太阳”装置中国环流器二号M装置(HL-2M)建成,为我国核聚变堆的自主设计与建造打下坚实基础。
之所以称“人造太阳”,是因为它的原理和太阳发光发热的原理一样,可以理解为两个小质量的原子聚合成一个较大的原子,能够释放出巨大能量。在运行过程中,它的等离子体离子温度可达到1.5亿度,相当于太阳芯部温度的近十倍。
“人造太阳”中国环流器二号M装置是我国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置。通过更先进的结构与控制方式,等离子体体积达到国内现有装置2倍以上,等离子体电流能力提高到2.5兆安培以上,能实现高密度、高比压、高自举电流运行。
实验室相关研究员认为,“人造太阳”装置是实现我国核聚变能开发事业跨越式发展的重要依托装置,也是我国消化吸收国际热核聚变实验堆计划技术不可或缺的重要平台。
量子动力 “九章”飞驰
量子计算机九章 新华社图
12月4日,我国科学家宣布构建了中国量子计算原型机“九章”,中国量子计算取得新突破。
在中国科学技术大学,一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”巍然矗立。据了解,它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍,换言之,超级计算机需要一亿年完成的任务,“九章”只需一分钟。同时,“九章”也等效地比谷歌去年发布的53个超导比特量子计算机原型机“悬铃木”快一百亿倍。
“九章”主要攻克了三大技术难关:高品质量子光源、高精度锁相技术、规模化干涉技术。中科大潘建伟团队从2001年开始组建实验室,到这次突破历经了20年努力,他们曾多次刷新量子纠缠数量的世界纪录。
“量子计算机在原理上具有超快的并行计算能力,可望通过特定算法在密码破译、大数据优化、天气预报、材料设计、药物分析等领域,提供比传统计算机更强的算力支持。”潘建伟说。
“奋斗”坐底 潜龙入海
“奋斗者”号 新华社图
马里亚纳海沟被称为“地球第四极”,水压高、完全黑暗、温度低,是地球上环境最恶劣的区域之一,其最深处接近1.1万米,水压接近1100个大气压,相当于2000头非洲象踩在一个人的背上。
11月10日清晨,载有3名潜航员的“奋斗者”号从“探索一号”母船机库缓缓推出,被稳稳起吊后放入海中。近4小时后,“奋斗者”号成功坐底,下潜深度达10909米,远远超过了珠穆朗玛峰的高度。
“奋斗者”号外观酷似一个绿头大鱼,看上去丑丑的它,却是国际上首次可以同时搭载3人下潜的万米载人潜水器。本领如此高超,原因是在多个关键技术和重要材料领域,拥有很高的国产化程度,核心部件国产化率超过96.5%。
从10月10日开始,“奋斗者”号在海南三亚启程了开展万米级海试。在科考过程中,“奋斗者”号总共13次下潜至马里亚纳海沟,其中8次下潜深度突破1万米。这几乎是一个人能够到达的地球最深处,不仅创造了中国载人深潜的新纪录,也标志着我国在大深度载人深潜领域,达到世界领先水平。
“从技术角度来说,研制万米级载人潜水器会推进突破一系列关键技术问题。”中国科学院深海科学与工程研究所研究员包更生解释说,从科学角度来说,载人潜水器在进行水下科考时机动性、巡航能力更强,可搭载更多科考装备,因此,载人潜水器的意义不亚于无人潜水器。

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