国内外机械加工精度的现状


 发布时间:2021-05-13 13:11:42

2014年,罗俊院士提出了引力波探测计划“天琴计划”,向着当今世界引力研究的最前沿、科学研究的新高峰发起挑战。“探索引力波是精密测量研究绝对的技术挑战。”罗俊说,它要求对17万公里两颗卫星之间激光扰动的测量要达到皮米精度,相当于一根头发直径的千万分之一。甘坐冷板凳,勇做栽树人。尽

随着钟摆等可长时间反复周期运动的振荡器的出现,人们发明了真正可持续运转的时钟,如摆钟。在此基础上逐渐发展出日益精密的机械钟表,计时精度达到基本满足人们日常计时需要的水平。随着晶体振荡器的发明,小型化、低能耗的石英晶体钟表代替了机械钟应用在电子计时器和其它各种计时领域,至今,还是主要计时工具之一。20世纪40年代开始,科学家发展出比晶体钟更高精度的原子钟,并在此基础上研制出喷泉冷原子钟。2016年,经过科学家们近10年努力,中国第一台空间冷原子钟研制成功并随“天宫二号”进入太空开展任务工作,不仅为各种量子敏感器奠定技术基础,而且将在一系列重要领域作出贡献。“未来可能出现更精准的原子核钟,”刘亮说,“我们终极目标是制造出在宇宙的生命周期内永不会走偏的时钟。”崔馨月。

不管白天黑夜,这些实验室里的灯总是亮着。假如没有了灯光,这里将是望不见尽头的黑暗。有人发出疑问:假如没有看到今天的成果,以十年、数十年为单位的引力基础科学研究和摸索,本身就具有很强的不确定性,值得吗?科学研究散发出的魅力似乎在科学家身上总是那么“不可抗拒”,他们的回答几乎异口同声:能测出最精确的G值、做出最好的科研成就,就足够了。如今“山洞实验室”不断扩建,实验条件比从前大为改善,一批兼具理论与实践能力的优秀人才在这里成长。

“但这有一个前提,就是我们要提供同样水平的服务。”其实这一点在技术上并不困难。作为我国自主研发的卫星导航系统,北斗的全球导航精度比起导航界的巨头GPS已经不相上下。而在增强区域也就是亚太地区,北斗的精度甚至会超过GPS。在试运行阶段,北斗导航的位置精度为平面25米,高程30米,测速精度为每秒0.4米,授时精度为50纳秒。到今年年底,导航精度能达到10米左右,到完全建成时,定位精度能达到厘米。尽管建设北斗导航系统要发射多颗卫星,需要投入大量的财力、人力、物力,在北斗试运行的新闻发布会上,中国仍宣布,北斗将面向全球提供免费服务,而且用户数量上和GPS一样没有限制。既然GPS目前已经满足了大多数民间用户的需求,而且一直以来都是免费提供,为什么还要投入那么多经费开发“北斗”系统?北京环球信息应用开发中心韩春好教授用了“天下并没有免费的午餐”这一句谚语来回答这个问题。“尽管我们使用的GPS可以免费接收它的信号,但并没有人能保证你的使用将永远不收费。”。

说起导航系统,人们熟悉的是美国GPS全球定位导航系统,GPS目前在中国拥有庞大的用户群,而北斗是直接冲着GPS来的。2011年底,北斗导航系统开始试运行,我国民用市场拥有了自己的导航系统,这也意味着我国正式成为继美国和俄罗斯之后第三个具有成熟的卫星导航系统的国家。这颗“北斗星”其实是由10颗北斗导航卫星组成,在2007年到2011年底陆续发射完毕。目前,北斗系统试运行服务大体范围在东至日本、西至印度东部、南到澳大利亚、北至蒙古国的区域内。

有了这个基准,就可以把天上其他原子钟同步起来,让全球卫星导航系统具有更加精确和稳定的运行能力。此外,冷原子技术的发展还将大幅提高许多实验的精度,让原来不可能进行的实验成为可能。例如,开展深空导航定位。刘亮说,如果我们在太阳系中不受引力影响的拉格朗日点各放置一台冷原子钟,人类就可以超越近地范围、在太阳系这个更大的范围内实现准确定位,开展大尺度时空研究,包括广义相对论在大尺度情况下是否成立等。又如,空间冷原子干涉仪可以取代空间激光干涉仪,实现在轨引力波探测。

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