揭秘｜當(dāng)國盾量子“追星er”遇見天狗食月！
2021年11月19日，農(nóng)歷十月十五，周五晚上17點(diǎn)36分，一場非常罕見的月偏食在天宇上演。而在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)上海研究院的樓頂，一群人卻圍著一款“望遠(yuǎn)鏡”，在皎潔月色中，開始了他們新一天的“追星”之旅～
月食小科普
月食作為自然界的一種現(xiàn)象，當(dāng)太陽、地球、月球三者恰好或幾乎在同一條直線上時(shí)（地球在太陽和月球之間），太陽到月球的光線便會部分或完全地被地球掩蓋，這就會發(fā)生。
本次月偏食食分較大，達(dá)到0.978，可以說是最接近月全食的月偏食，并且月亮?xí)蛱柟馐艿厍虼髿鈱诱凵?，而變成紅色。本次月偏食共持續(xù)3小時(shí)29分鐘，15點(diǎn)18分初虧、17點(diǎn)03分食甚、18點(diǎn)47分復(fù)圓，全程約3.5小時(shí)，是近600年來持續(xù)時(shí)間最長的一次。
本次月食覆蓋范圍甚廣，亞洲東部、大洋洲（除極西部）、太平洋、北美洲、南美洲、北大西洋和南大西洋西部、歐洲極西部和極北部、北冰洋均可見。可以說真的是“天涯共此時(shí)”了。
不知道大家是和誰一起感受的這份浪漫呢？
在國盾量子，就有一群經(jīng)常相約“追星星看月亮”的小伙伴們……他們踏遍全國、日落而出、火眼金睛、爆肝通宵……但對他們來說，夜空中最美麗最值得追逐的，要屬“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。
“墨子號”作為全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，是“十二五”期間立項(xiàng)的四顆先導(dǎo)衛(wèi)星中的一個(gè)。2011年由中科院牽頭研制，于2016年8月16號在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射。
量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”旨在建立衛(wèi)星與地面遠(yuǎn)距離量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺，在此平臺上完成空間大尺度量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)，并使量子通信技術(shù)的應(yīng)用突破距離的限制，促進(jìn)廣域乃至全球范圍量子通信的最終實(shí)現(xiàn)。目前它已經(jīng)完成原定的科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，仍在超期服役并帶給我們“驚喜”。
那么，國盾量子的小伙伴們?yōu)槭裁雌x擇追逐“墨子號”衛(wèi)星（而不是月亮）？
實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容又是什么呢？
問：可以介紹一下你們在做什么實(shí)驗(yàn)嗎？
近期，我們團(tuán)隊(duì)正在研制新一款量子衛(wèi)星地面站。這次試驗(yàn)的目標(biāo)主要是驗(yàn)證可移動地面站的密鑰分發(fā)技術(shù)和能力以及設(shè)備的穩(wěn)定性、環(huán)境適應(yīng)性。
人們熟知的量子保密通信“京滬干線”、“武合干線”等均依托于地面光纖，但如果兩個(gè)用戶之間距離遙遠(yuǎn)、光纖無法到達(dá)，就需要借助衛(wèi)星和地面站。地面站可以跟瞄、對接量子衛(wèi)星，與遠(yuǎn)在太空的“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星建立聯(lián)系，進(jìn)行量子密鑰分發(fā)，保障信息傳遞的安全性。
我們和中國科大團(tuán)隊(duì)一起，在原“墨子號”衛(wèi)星地面站的技術(shù)基礎(chǔ)上開展了小型化地面站的研制，實(shí)現(xiàn)了其產(chǎn)品化。最近，我們正進(jìn)行能匹配下一代衛(wèi)星的地面站研發(fā)。
問：衛(wèi)星地面站相關(guān)工作持續(xù)了多久？
我們和中國科大團(tuán)隊(duì)一起，在原“墨子號”衛(wèi)星地面站的技術(shù)基礎(chǔ)上完成了小型化地面站的研制，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化。在這個(gè)過程中，我們形成了一支分工明確的隊(duì)伍，覆蓋產(chǎn)品研發(fā)、質(zhì)量工藝、中試驗(yàn)證、生產(chǎn)制造各方面。
在接下來的兩年，在接下來的兩年，我們將不斷攻克移動平臺的技術(shù)與應(yīng)用難點(diǎn)，完成下一代衛(wèi)星地面站的研制工作。
問：現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到什么階段？
目前，我們在為衛(wèi)星-飛機(jī)間的量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。因?yàn)轱w機(jī)飛行高度較高，進(jìn)行自由空間量子密鑰分發(fā)時(shí)可以避免受云層干擾等情況。
問：遇到了哪些困難呢？
這個(gè)實(shí)驗(yàn)還是很難的。最終目標(biāo)是在衛(wèi)星和飛機(jī)間建立高精度的光學(xué)跟瞄，將1000公里外的衛(wèi)星上發(fā)下來的光，耦合到100微米細(xì)的光纖中。但在實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)，衛(wèi)星一般每天只過境一次，時(shí)間不到十分鐘，但飛機(jī)是比較抖的，實(shí)驗(yàn)條件惡劣，代價(jià)也大。
我們最近通過在人工降雨的飛機(jī)上安裝測量裝置，作為輸入，通過六自由度平臺在地面上模擬飛機(jī)的運(yùn)動情況，進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
問：聽說你們最近也在香格里拉做實(shí)驗(yàn)，好玩嗎？為什么選那里？
好玩！之前我們還去過最北端的漠河北極村、麗江等地，去全國各地做實(shí)驗(yàn)，朋友們都很羨慕。
實(shí)際上，我們此前的實(shí)驗(yàn)往往都是在空氣稀薄的高原（包括在5100m高海拔地區(qū)工作）。就像車企要做“拉力測試”，我們?yōu)榱苏f明技術(shù)和設(shè)備的能力，也需要把設(shè)備帶到不同的地方去驗(yàn)證。最近，我們按照規(guī)劃是要去山區(qū)和高原進(jìn)行測試的，但因?yàn)橐咔楹徒谔鞖庥绊?，最終選擇了香格里拉。而且現(xiàn)在設(shè)備輕了，能力強(qiáng)了，很多時(shí)候都可以在城市的高樓頂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
今晚（指19日），除了上海機(jī)載實(shí)驗(yàn)的技術(shù)驗(yàn)證、北京和迪慶藏族自治州（香格里拉）的適應(yīng)性試驗(yàn)，我們還在廣州支持客戶開展設(shè)備安裝和測試，并遠(yuǎn)程支持了加拿大的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。嗯，我們經(jīng)常在同一天晚上多線“作戰(zhàn)”的.....
問：為什么團(tuán)隊(duì)總在深夜熬夜工作？是有意選擇月偏食當(dāng)天實(shí)驗(yàn)的嗎？
還是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的條件比較苛刻。白天天亮，室外空中沒有合適的參考目標(biāo)用來做測試。而“墨子號”衛(wèi)星過境時(shí)間比較短，都是當(dāng)?shù)匚缫?2點(diǎn)左右。
之前在關(guān)鍵技術(shù)和整機(jī)測試階段，為了有充足的實(shí)驗(yàn)機(jī)會，我們還使用了夜晚的恒星和傍晚的人造衛(wèi)星過境作為試驗(yàn)陪試品。
而且實(shí)驗(yàn)也受到天氣限制，有云有雨都不適合開展。
所以我們基本天天關(guān)注全國各地的天氣情況，一到晴天，我們一大早就開始籌劃實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備，天沒黑就開始做，一直忙到衛(wèi)星過境的半夜，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后還得趕緊分析問題和討論。
問：能描述下昨天看到月偏食的感受嗎？
一般每年能看一次月食，天氣好才能看得見，我們晴天晚上又都在工作，所以碰上月食是一種緣分，也是一種必然吧。
問：對著月亮許個(gè)愿吧！
希望萬里無云，試驗(yàn)順利！
每一次的創(chuàng)新突破，都離不開科研人員的腳踏實(shí)地、仰望星空，美好的月食也許一年一次，但努力、專注的他們一直都在！
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