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米国人只有意识到自己落后了才会谦虚……
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当时我在北京的飞控中心,中央人民广播电台采访我,让我向全国人民说一说世界上第一台空间冷原子钟的情况。我提前准备了很多很多的台词,但是当话筒打开的一瞬间,我基本上是说不出话的。
我只说了两个字来概括这台钟,一是高,二是冷。它是所有冷原子钟里,轨道最高的钟;它是所有高轨原子钟里温度最低的原子钟。我用非常机械化的语言向全国人民说道:“我们的空间冷原子钟已经一切正常,准备就绪了。”
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发射的那晚,其实我们还非常焦急。因为发射成功,只代表火箭发射成功,我们做了这么多年的工作,为的就是让这台钟扛过火箭发射时的巨大震动,扛过所有环境变化带来的影响。
要知道,在实验室里的时候,我们连大声说话都不敢。咳嗽一声,原子跑掉了;外面汽车经过一下,原子跑掉了;隔壁房间的电子仪器一打开,原子跑掉了……我们做了很多工作去解决这一问题。直到“天宫二号”发射成功后的第三天,我们收到了第一条来自太空的原子谱线,大家的心才放下来。
也就是在那个月,美国的《科学》杂志给我们做了一个专题评论,杂志封面上写道:中国的空间冷原子钟开始滴答作响,人类地球的计时精度将会变得更加精确。
这台钟在天上一共运行了34个月,直到2019年的7月19日晚上21点06分,它才跟着“天宫二号”一起返回地球。当然不是正常返回,是自然坠毁的。当时我们还在开玩笑,说要不要跑到南太平洋那儿去把它打捞上来。它在天上的34个月,一直给我们采集各种各样的数据。
从图中我们可以看到,它每隔90分钟绕地球一周,轨道高度400千米。它一直在切割磁力线,右图就是它所感受到的磁场强度图。这个地磁场已经被我们削弱了一万倍。我们可以看到图中有一个红色的圈。
当时看到这个曲线图的时候我们就感觉很奇怪,为什么这里跟其他地方不一样呢?原来,这里对应的地方是南大西洋磁场异常区。所以很有意思,我们可以通过原子的行为看到、测到地球的地磁场。
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这台钟在天上一共经历了34个月,它的预定目标是实现3000万年误差1秒,最终它做到了4200万年误差1秒。它的一部分在轨实验成果发表在了《自然—通讯》杂志上。成果发表后,我们收到了国际上很多专家的高度评价。
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2017年我去法国参加时频大会的时候,我们项目组是当天第一个做报告的。第二个做报告的就是刚才提到的法国法老钟项目组。
那个项目的负责人一上来说的第一句话就是:“很可惜,我们只能给大家汇报地面上的实验数据了。非常遗憾。”因为来自天上的、最领先的空间冷原子钟数据已经被我们中国人先拿到了。
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2018年,美国航天局破例邀请了中国的科学家去他们那里做科学实验交流。为什么说破例?因为从很早以前,他们就以国防安全为由,禁止华裔科学家参与美国的科学实验。国际空间站也从来没有中国人上去过,更别提有中国的科学家在上面做过实验。
但就在2018年,他们不仅邀请我们去做科学交流,同时邀请我们的项目负责人担任2018年国际时频大会国际部的**。
当然,更令我们自豪的是,中国自己的空间站即将落户太空。鉴于现有的国际空间站即将退役,不久的未来,中国的空间站将变成世界上唯一一个空间站。
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下一代的空间冷原子钟目前正在紧张地研发之中。以此为基础,我们还建立了很多可搬运的地面冷原子钟,这些也已研究成功。
可以想象,一个全新的冷原子钟的时代即将到来。它将会摆脱实验室的束缚,应用到各种更加复杂、更加需要的环境中去,为大家服务。
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