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中科院“神器”探秘

2013年08月30日 10:08

亚洲最大口径射电望远镜、国际首座超大型高超声速激波风洞, 以及中国最大的大科学装置和大科学平台“上海光源”,都展示着科技的神奇

    【财新网】【主持人】从早年的“两弹一星”、曙光超级计算机、哥德巴赫猜想研究到刚刚完成神舟十号载人飞行任务,这些科技成就中都有一个身影引人注目,这就是中国科学院。成立于1949年11月的中国科学院,如今设有6个学部、12个分院。在这里,近千名新一代科技领军人物和科技尖子人才,形成了一支高水平的科技创新队伍。今天,让我们一起走近中国科学院,感受科技的神奇。

    【解说】这里是中国科学院上海天文台松江佘山基地,这台射电望远镜的主反射面(直径)有65米,面积3780平方米,相当于9个标准篮球场大小,可以全方位360度转动。这样的口径目前达到亚洲第一。
  
    【上海天文台台长 洪晓瑜】这个提高完以后呢,我们观测的能力就提高很多,比如说对天体的观察的角度来讲的话,从中国VLBI网的角度来讲的话,我们的灵敏度提高了30%,那么就是我们观察的目标会多很多.另外一个精度的话,也可以提高很多.就是说我们观测的多了,那么了我们对整个精度提高会很多。

    【解说】这台射电望远镜可以精确跟踪高轨地球卫星、探月卫星和深空探测器,将在我国的航天工程、特别是探月工程和深空探测中发挥重要作用。

    【上海天文台台长 洪晓瑜】嫦娥二号,我们从去年年底的话,图塔蒂斯小行星的话,就利用这个VLBI网的协助这个跟踪测控,然后来,完全这个精密的定轨,那么现在的话,嫦娥二号已经飞到七千多万多公里了,那么我们这个VLBI网的话,隔段时间的话,也进行一些跟踪测轨。

    【解说】射电望远镜服务于探月工程和深空探测,超导成像频谱仪则帮助科学家绘制“银河画卷”。这是由中国科学院紫金山天文台研发的,我国首台毫米波段多波束接收机超导成像频谱仪。两年来,使用该仪器在青海观测站开展的“银河画卷”巡天观测已经取得阶段性成果。目前,该项目已完成天鹰座、英仙旋臂、玫瑰星云等区域分子云观测,覆盖范围约500个平方度,分析结果将对了解恒星、行星起源提供重要依据。
   
    【紫金山天文台南极天文和射电天文研究部主任 史生才】这台仪器有多个像源,就是可以在一个望镜上,同时实现多点的观测,这样就可以提高,这个观测的效率,而这个超导探测器的运用呢,就使得我们这个灵敏度可以得到大幅的提高。
    
    【解说】目前,这台设备已经成功安装到青海德令哈13.7米望远镜,成为该望远镜的换代接收机。研究人员已经使用该设备开展超新星遗迹、星际分子云、恒星形成区等若干课题观测。应用对比显示,与以往的单波束接收机相比,超导成像频谱仪使望远镜的综合观测效能提高了20倍以上。
    
    【紫金山天文台南极天文和射电天文研究部主任 史生才】这个大概我们银道面寻天整个2600多个平方度,那么我们设备是2012年安装这台望远镜上,投入到望远镜就实现了很好的这个观测性能,那么到目前为止呢,经过两年多的观测研究呢,大概我们已经实现了完成了这个银河画卷计划,20%天区的这样一个观测。

    【解说】风洞,被称为是航空航天飞行器的“摇篮”,风洞实验是研发飞行器的基础。在位于北京的中国科学院力学研究所钱学森工程科学实验基地,这个长达265米“庞然大物”就是JF12激波风洞。它在地面上便可以复现在25到40公里的高空,飞行速度达到5到9倍声速时的气流条件。它是国际首座超大型高超声速激波风洞,其整体性能处于国际领先水平,被誉为首个“中国”风洞。

    【中科院力学所高温气体动力学实验室主任 姜宗林】我们把飞行器放在地面上的时候是要模拟飞行速度一股气流吹过来,这样把天上的过程搬到地上来,所以我在这个风洞里要建立5倍到9倍(声速)的流动速度,把飞行器模型放到风洞里,把它的气动性能做出来,为飞行器的研制和设计提供依据。

    【解说】一般民用飞机速度多为0.8倍声速,目前最先进的战斗机的飞行速度为2-3倍声速。飞行速度大于5倍声速的高超声速空天飞行器已经成为未来航空航天工业的核心技术。
姜宗林介绍说,一个9倍声速的高超音速飞行器,可以使得北京到纽约的飞行时间,由现在的14小时缩短到2小时。有了这样一个“超级”风洞,为高超音速飞行器的研发提供了摇篮。

    【中科院力学所高温气体动力学实验室主任 姜宗林】它能做到以前不能做到的实验,包括发动机的燃烧试验,包括气动力、气动热的实验,因为他复现了飞行条件,而且模型又比较大,不受那些模型缩比尺度的限制,所以他得到的结果更可靠,更有用。

    【解说】上海光源是一台中能第三代同步辐射光源,也是中国迄今为止最大的大科学装置和大科学平台。通过引进消化吸收和自主创新研制,上海光源在诸多方面实现了创新和突破,自主研制的设备超过了70%,形成了一系列具有自主知识产权的高新技术储备。

    【中国科学院上海应用物理研究所研究员 赵明华】我们现在建成的是第三代同步辐射光源,目前我们只有7条光束线,下面我们可能还要建十几条光束线,二期工程,我们还要建自由电子激光,有软性的自由电子激光和硬性的自由电子激光,可以从拍分子影片,分子图片到分子电影。

    【解说】“上海光源”还是现代医学研究的好帮手。由于传统的X光成像手段很难对软组织成像。而利用“上海光源”同步辐射光源可对复杂的软组织进行成像。

    【中国科学院上海应用物理研究所研究员 阎和平】这是我们医学成像站,它的分辨率呢,可以达到0.7个微米,相当于头发丝的1%,那么就可以看到清清楚楚的,微小的一个骨骼,鱼的骨头,包括这个整个的一个软体组织的一个高原蝗虫一个软体组织一个整个的过程,我都能清清楚楚的观测到。
    
    【主持人】今天,我们和您一起探访了中国科学院的4家研究机构,感受到科技神奇的魅力。从“两弹一星”到载人航天和探月工程关键核心科技问题的攻克,从在世界上首次完成人工合成牛胰岛素,到首次证明诱导多能干细胞、人类基因测序,从北京正负电子对撞机,到建成上海大光源等一批大科学装置,中国高水平的创新成果不断涌现。而对于正在进行经济转型的中国来说,需要更多的科技成果来引领未来。感谢您收看《影音纪事》,我是张洁,让我们下期节目再会。

责任编辑:周勇 | 版面编辑:王学武

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