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来学啊!三峡工程、探月工程、北斗导航

2017-08-28 科协改革进行时

习近平总书记指出:

多复变函数论、陆相成油理论、人工合成牛胰岛素等成就,高温超导、中微子物理、量子反常霍尔效应、纳米科技、干细胞研究、肿瘤早期诊断标志物、人类基因组测序等基础科学突破,两弹一星、超级杂交水稻、汉字激光照排、高性能计算机、三峡工程、载人航天、探月工程、移动通信、量子通信、北斗导航、载人深潜、高速铁路、航空母舰等工程技术成果,为我国成为一个有世界影响的大国奠定了重要基础。从总体上看,我国在主要科技领域和方向上实现了邓小平同志提出的“占有一席之地”的战略目标,正处在跨越发展的关键时期。


——《在全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协第九次全国代表大会上的讲话》

(2016年5月30日)


三峡工程 

THE THREE GORGES DAM PROJECT

 

随着经济的发展、社会的进步,人们越来越重视可持续发展。水作为地球上一种丰富的自然资源,如果能用来发电是不是很美好呢?水力发电是利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处,将其中所含的势能转换为动能,再借助发电机转换为电能的过程。要说到水力发电,可不能不提咱中国家喻户晓的三峡工程。


 

三峡工程是我国建立在长江三峡上的大型水利枢纽工程。该工程位于湖北省宜昌市的三斗坪镇。整个工程包括混凝土重力式大坝、泄水闸、堤后式水电站、永久性通航船闸和升船机。三峡工程目前是世界上最大的水利枢纽工程,是世界上最大的水力发电站,也是中国有史以来最大型的工程项目。

 

三峡工程大坝坝顶总长3035米,坝高185米。正常蓄水位175米高程,坝底下游水位62米。正常蓄水393亿米3,相当于4万个国家游泳中心“水立方”。其中防洪库容221.5亿米3,其容量与4个荆江蓄洪区的蓄洪容量相等。

 

三峡水电站包括左岸、右岸和地下电站,共有70万千瓦发电机组32台,总装机容量为2240万千瓦,年平均发电量847亿千瓦时。2014年发电量最高,达到988亿千瓦时,占全国水利总发电量的14%,相当于节省燃煤4900万吨。

 

三峡是一个巨大的水资源宝库,它的开发对国家的建设具有重大的战略意义。从20世纪30年代开始,利用长江三峡兴建水利水电工程就成为国家建设的重要工程设想之一。经过半个多世纪的勘测论证与权衡利弊,三峡工程于1994年12月正式开工,分为三个工期,最终于2009年完成初步设计建设任务,2012年7月最后一台发电机组并网发电。整个三峡工程除了工程建设本身,还包括大规模库区移民、文物勘探保护、生态安全保护等工作。三峡工程在工程规模、科学技术和综合利用效益等许多方面都居于世界级工程的前列。它不仅将为我国带来巨大的经济效益,还将为世界水利水电技术和有关科技的发展做出重要贡献。

 

探月工程 

THE CHINESE LUNAR EXPLORATION PROGRAM

 

这里所说的探月工程专指我国的“嫦娥工程”。

 

20世纪70年代美国的“阿波罗计划”结束之后,人类有20多年没有开展新的月球探测。在这段时间,世界其他国家的航天技术也得到了长足的发展,大推力火箭不再是美国的独享技术。月球上有丰富的资源,特别是和核聚变有关的氦-3。利用氘和氦-3进行的氦聚变可作为核电站的能源,这种聚变不产生中子,安全无污染,是容易控制的核聚变。从目前的分析看,月球的氦-3蕴藏量大,对于未来能源比较紧缺的地球来说,无疑是雪中送炭。许多航天大国已将获取氦-3作为开发月球的重要目标之一。

 

因此重返月球、开发月球资源、建立月球基地已成为世界航天活动的必然趋势和竞争热点。我国作为航天大国当然不能缺席,开展月球探测是我国迈出深空探测第一步的重大举措,可实现深空探测零的突破,这一工程被命名为“嫦娥工程”。

 

我国的探月工程从2004年开始实施,预计2020年前完成,整个工程共分为“绕”“落”“回”三个阶段。



 

一期工程:“绕”。2007年发射我国首个绕月探测器“嫦娥一号”,对月球表面环境、地形地貌、地质构造与物理场进行探测。这一目标已经实现。



 

二期工程:“落”。发射月球探测器,突破地外天体的着陆技术,探测器携带月球车,在月球上软着陆,并进行自动巡视勘测,探测着陆区的地形地貌、地质构造、岩石化学与矿物成分、以及月表环境。为实现这一目标,“嫦娥二号”对月球虹湾着陆区进行了详细考察,“嫦娥三号”已于2013年实现月面软着陆,“玉兔号”月球车实现了阿波罗登月以来的首次月面巡视勘察。作为“嫦娥三号”备份的“嫦娥四号”也属于二期工程,计划于2018年在人类历史上实现首次月球背面着陆。



 

三期工程:“回”。2017年年底发射探测器到月球表面着陆,并在月球表面采样返回地球,供科学家进行详细的实验室研究。

 

实施探月工程,是中国航天史上浓墨重彩的一笔,是中国航天继人造地球卫星和载人航天之后的第三个里程碑。

 

北斗导航 

BEIDOU NAVIGATION SATELLITE SYSTEM

 

“5.12”汶川大地震虽已过去多年,但留给我们的阴影仍挥之不去。在这场抗震救灾中,除了人民的万众一心,也不可忽视另一个强大的存在——北斗导航,全称北斗卫星导航系统(BDS),它在这场抗震救灾中发挥了不可替代的作用。



北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的卫星导航系统。2000年年底,“北斗一号”系统建成,向中国提供服务。2012年年底,“北斗二号”系统建成,向亚太地区提供服务。2020年前后,北斗全球系统建成,向全球提供服务。

 

“北斗一号”系统,官方名称为北斗导航试验系统,该系统为卫星无线电测定业务(radio determination satellite service,RDSS)系统。截至2012年12月27日北斗区域系统向亚太大部分地区正式提供服务为止,共有5颗高轨道卫星播发RDSS出站信号。

 

“北斗二号”系统于2012年12月27日正式向亚太大部分地区提供服务。“北斗二号”系统包含两个子系统:为用户提供有源定位、授时和短报文通信服务的RDSS系统;为用户提供无源导航、定位和授时服务的卫星无线电导航系统(radio navigation satellite system,RNSS)。

 

北斗全球系统也被称作“北斗三号”,按预定的设计目标,北斗全球系统仍将包含RDSS系统和RNSS系统。与“北斗二号”系统相比,北斗全球系统充分考虑了与其他主要卫星导航系统的兼容与交互操作。此外,北斗全球系统将继续保持北斗系统独有的短报文通信服务,并进一步对RDSS系统进行优化设计与升级。

 

北斗卫星导航系统、美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯全球导航卫星系统(GLONASS)和欧盟伽利略定位系统(Galileo)为联合国卫星导航委员会认定的全球卫星导航系统四大核心供应商。2015年年中,中国开始建设第三代北斗系统(官方名称为北斗全球系统,也被称作“北斗三号”),进行全球卫星组网。第一颗三代卫星于2015年9月30日发射升空。截至2016年9月,已发射了5颗第三代在轨验证卫星。

 

近年来,随着人民生活水平的提高,安全生产保障需求越来越强烈。比如,保障海上作业的渔民的安全,监测地质灾害、减少灾害带来的损失,监测气象,对突发险情的监测等,这些都使北斗系统的应用需求呈现快速增长的势头。北斗卫星导航系统的成功建立及其优异的性能,充分显示了我国北斗技术的进步和市场的繁荣。




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