一星一船 中国在太空又刷屏了！
最近，中国航天又放大招了！
我国即将发射世界首颗量子科学实验卫星。
神州十一号飞船即将升空，将完成我国时间最长的载人飞行。
一个是首次，一个是最后一次。这一星一船，为何如此引人关注？
太空卫星模拟资料图
“量子科学实验卫星”工作示意图
工作人员调试超冷原子光晶格平台的激光伺服系统
潘建伟院士演示实用化量子通信产品进行远距离保密通话
世界首颗量子科学实验卫星将于本月中下旬择机在酒泉卫星发射中心发射升空。目前，这颗卫星发射前准备工作已经基本完成。量子科学实验卫星系统总师朱振才表示，卫星各项指标都达到了设计要求，工作状态正常，产品状态非常好。
从量子科学实验卫星7月初运抵酒泉卫星发射中心后，相关部门对卫星开展了为期20余天的技术区测试与检查工作，包括卫星的光学性能、电性能以及安装精度的检查，为卫星供电的太阳能阵帆板也已经安装完毕。
作为世界首颗量子科学实验卫星，其科技含量及精密程度都达到了该研究领域前所未有的高度。因此，卫星载荷的安全性极其重要，在卫星发射当天，系统工作人员还将对其进行最后的检测和状态设置的确认。
执行量子科学实验卫星发射任务的零号指挥员冯丑明介绍，除了这次卫星发射任务，下半年发射场还要执行天宫二号、神舟十一号飞行任务，发射任务非常集中，人员和地面设施的压力都较大。为保证量子科学实验卫星发射任务顺利完成，发射场已经做足了充分准备。
量子世界中存在一种类似“心电感应”的现象，即量子纠缠。就好比有些双胞胎，虽然哥哥在北京，弟弟在上海，当哥哥特别高兴时，弟弟也会特别高兴；而哥哥特别痛苦的时候，弟弟也会特别痛苦。
量子纠缠是指在微观世界里，有共同来源的两个微观粒子之间存在着纠缠关系，不管它们相距多远，只要一个粒子状态发生变化，另一个粒子状态也会发生相应变化，即两个或两个以上的稳定粒子间会有强的量子关联，但为什么会这样？科学家们直到今天还没搞清楚。
实验已证明，具有纠缠态的两个光量子无论相距多远，只要一个发生变化，另外一个也会瞬间发生变化。量子保密通信就是利用这个特性实现的，即基于量子纠缠态的理论，通过量子密钥传输和量子隐形传态的方式实现信息传递。
其过程如下：事先构建一对具有纠缠态的光量子，将这对光量子分别放在通信双方，把具有未知量子态的光量子与发送方的光量子进行联合测量，则接收方的光量子瞬间变化为某种状态，这个状态与发送方的光量子变化后的状态是对称的，然后把联合测量的信息通过经典信道传送给接收方，接收方根据接收到的信息对变化的光量子进行幺正变换（相当于逆转变换），就可得到与发送方完全相同的未知量子态。
量子通信的关键要素是量子密钥，用具有量子态的物质作为密码。在传递信息的过程中，量子密钥一旦被截获，其自身状态会立刻发生改变，截获量子密钥的人只能得到无效信息，而信息的合法接收者也能立刻察觉，直到一把新的密钥安全无误地被接收。
我国量子科学实验卫星质量约640千克，由长征-2D运载火箭发射，运行于500千米太阳同步轨道，轨道倾角为97.37°，设计在轨运行寿命2年。科学家已在相距300千米的地面成功进行了量子纠缠实验，而量子科学实验卫星将把这个实验带到外层空间，连接中国和欧洲之间的量子通信网，旨在建立卫星与地面远距离量子科学实验平台，在国际上首次在空间大尺度下实现星地自由空间量子密钥生成和分发，以及量子隐形传态实验等。
该卫星的核心是一个能够产生成对纠缠态光量子的晶体，无论它们分开多远，其性质仍然能纠缠在一起。其第一个任务是发送这些成对量子中的一方去往在北京和维也纳的地面站，并使用它们来生成密钥；第二个任务是证明这个纠缠可以存在于相隔上千米的粒子之间，因为量子理论预测纠缠一直存在于任何距离；第三个任务是尝试地面与卫星之间量子隐形传态，使用通过传统方式传输来的纠缠光量子对及其所携带的信息，在一个新位置重建光子的量子状态。
按流程完成出厂前所有研制工作的神舟十一号载人飞船，13日从北京空运至中国酒泉卫星发射中心，开展发射场区总装和测试工作。
神舟十一号载人飞船计划于10月中旬实施发射。目前，发射场设施设备状态良好，各项准备工作正按计划有序进行。
神舟十一号飞船，身长9米。作为家族中的新成员，神舟十一号飞船与神舟十号飞船技术状态基本一致，根据任务和产品研制需要，进行了部分技术状态更改。如我国的载人飞船设计为最多承载三个人，这一次神舟十一号只搭载两名航天员，空出来的位置就可以用来运货，多搭载一些进行天地往返的实验物品。
此次，神舟十一号飞船运抵酒泉卫星发射中心，标志着我国载人航天工程“空间实验室”任务进入发射前准备阶段。神舟十一号载人飞船的主要任务：
1.考核空间站运行轨道交会对接技术
神舟十一号载人飞船为天宫二号在轨运营提供人员和物资天地往返运输服务，进一步考核载人天地往返运输系统的功能和性能，特别是空间站运行轨道的交会对接技术。神舟十一号飞船作为天地往返的运输工具，承担的首要使命是运送航天员。而同时利用此次任务，验证空间站的相关技术也是飞船的核心任务之一。据神舟飞船总设计师张柏楠介绍，这次的神舟十一号任务是我国神舟飞船的第二次应用飞行，这也是未来我国空间站建设和运营的重要基础。从神一到神九，神舟飞船都是试验性飞行，每一次在技术上都有很大跨越。到了神舟十号，技术状态基本确定，它只是根据每次任务的不同进行适应性调整，所以称为应用性飞行。
2.载人飞行30天 将验证航天员太空中期驻留
神舟十一号与天宫二号空间实验室对接后完成航天员中期驻留试验，考核组合体对航天员生活、工作和健康的保障能力，以及航天员执行飞行任务的能力。按照计划，我国将在今年9月发射“天宫二号空间实验室”，之后再发射“神舟十一号”飞船，搭载两名航天员进入太空。神舟十一号飞船将与“天宫二号”进行空间交会对接，形成组合体飞行30天，而这也将是我国迄今为止时间最长的一次载人飞行。
在轨飞行期间，航天员将开展航天医学、空间科学实验和空间应用技术、在轨维修技术、空间站技术试验以及科普活动。执行本次任务的飞行乘组由2名男航天员组成，正在进行任务强化训练。
今年的神舟十一号载人飞船任务，将是神舟飞船在我国建造空间站之前的最后一次载人飞行。为了验证空间站建设的关键技术，神舟飞船作为我国天地往返的运输工具，这次在太空的运行高度将和未来空间站运行轨道保持一致，而这也给飞船的研制带来不小的挑战。
在今年第三季度即将展开的“空间实验室”任务，神舟十一号载人飞船将与天宫二号在距离地面393公里的太空轨道进行交会对接，而这也是未来我国空间站运行的轨道高度，这比之前的轨道提高了几十公里。
航天无小事，飞船飞行的每一秒都关系到航天员的安全。轨道特性不一样了，每一圈转的时间不一样了，设计人员需要重新分析计算。经过这样的技术验证，才能为我国建设空间站打下基础。按照计划，我国将在2022年前后，完成中国第一个空间站的建设。
我国的载人航天工程分为三步走，第一步是发射载人飞船，实现航天员的天地往返，这一步已经由神舟一号到神舟六号实现。
第二步是发射空间实验室，解决有一定规模的短期有人照料的空间应用问题，从神舟七号到神舟十号，已经验证完成两个航天器太空交会对接技术。今年发射的天宫二号，主要验证空间站关键技术，为中国建造空间站起到承上启下的作用。
第三步为最终阶段，完成空间站的建设。2022年前后，我国第一个空间站将成为继国际空间站（超期服役）、和平号空间站（已退役）之后的全世界第三个在轨组装的空间站。
内容来源：新华社、解放军报
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