中國(guó)五年來(lái)重大科技成就巡禮

“十三五”以來(lái)，我國(guó)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略深入推進(jìn)，創(chuàng)新正在成為引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力。中國(guó)在科技上的進(jìn)步令人欣喜，科技的快速進(jìn)化讓社會(huì)日新月異。在砥礪奮進(jìn)的五年中，我國(guó)著力加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，科技實(shí)力進(jìn)一步增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了歷史性、整體性、格局性的重大變化。一起來(lái)回顧 “十三五”時(shí)期所取得的科技成果，這些都是中國(guó)真實(shí)的進(jìn)步。

1.“墨子號(hào)”實(shí)現(xiàn)星地量子通信

2016年8月，世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”發(fā)射?！澳犹?hào)”的作用，是在太空中分發(fā)糾纏光子給地面站，就好像扔出一個(gè)旋轉(zhuǎn)的硬幣，掉進(jìn)地面上的存錢罐的扁口里，難度極大。糾纏的光子蘊(yùn)含著密碼，而且這種密碼一旦被攔截竊聽(tīng)，就會(huì)被發(fā)射者看見(jiàn)。我國(guó)欲通過(guò)量子衛(wèi)星來(lái)建立天地一體的量子絕對(duì)保密通信網(wǎng)。這是歐洲科學(xué)家推動(dòng)多年卻未見(jiàn)成效的事，現(xiàn)在被我國(guó)搶先了。

2017年7月，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉團(tuán)隊(duì)公布打破量子隱形傳輸?shù)募o(jì)錄。世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)千公里級(jí)的星地雙向量子通信。這標(biāo)志著我國(guó)在量子通信領(lǐng)域的研究達(dá)到全面領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)地位。

2019年6月15日，潘建偉團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中科院上海技術(shù)物理研究所王建宇研究團(tuán)隊(duì)、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院等相關(guān)團(tuán)隊(duì)，利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)千公里級(jí)基于糾纏的量子密鑰分發(fā)。該實(shí)驗(yàn)成果不僅將以往地面無(wú)中繼量子保密通信的空間距離提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，并且通過(guò)物理原理確保了即使在衛(wèi)星被他方控制的極端情況下依然能實(shí)現(xiàn)安全的量子通信，取得了量子保密通信現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的重大突破。

2.大火箭“長(zhǎng)征五號(hào)”首飛成功

2016年11月3日，中國(guó)首枚大型運(yùn)載火箭“長(zhǎng)征五號(hào)”在海南文昌升空，標(biāo)志著中國(guó)運(yùn)載火箭升級(jí)換代，運(yùn)載能力進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列，開(kāi)始由航天大國(guó)邁向航天強(qiáng)國(guó)。

2017年7月2日，“長(zhǎng)征五號(hào)”遙二發(fā)射任務(wù)失利。經(jīng)過(guò)兩年多的努力，“長(zhǎng)征五號(hào)”遙三火箭于2019年12月27日點(diǎn)火升空，“長(zhǎng)征五號(hào)”成功將實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星送入軌道，宣告復(fù)出成功?！伴L(zhǎng)征五號(hào)”是中國(guó)現(xiàn)役起飛質(zhì)量最大、芯級(jí)直徑最粗、運(yùn)載能力最強(qiáng)的運(yùn)載火箭。它身高57米，箭體直徑達(dá)到5米，起飛重量達(dá)870噸。它的近地軌道最大有效載荷25噸，相當(dāng)于一次將16輛小汽車送入太空。探月三期、火星探測(cè)、載人空間站……未來(lái)，眾多航天工程的實(shí)施都指望它。

3.FAST發(fā)現(xiàn)多顆脈沖星

2016年9月25日，被譽(yù)為“中國(guó)天眼”的我國(guó)500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）在貴州省黔南州平塘縣大窩凼竣工落成。在經(jīng)歷了22年從構(gòu)想、預(yù)研、開(kāi)工建設(shè)到反復(fù)調(diào)試的過(guò)程后，終于啟用，邁向試運(yùn)行階段。

搜尋和發(fā)現(xiàn)射電脈沖星是FAST的核心科學(xué)目標(biāo)。宇宙中有大量脈沖星，但由于其信號(hào)暗弱，易被人造電磁干擾淹沒(méi)，目前只觀測(cè)到一小部分。具有極高靈敏度的F A S T是發(fā)現(xiàn)脈沖星的理想設(shè)備。

脈沖星由恒星演化和超新星爆發(fā)產(chǎn)生，因發(fā)射周期性脈沖信號(hào)而得名。脈沖星的自轉(zhuǎn)周期極其穩(wěn)定，準(zhǔn)確的時(shí)鐘信號(hào)為引力波探測(cè)、航天器導(dǎo)航等重大科學(xué)及技術(shù)應(yīng)用提供了理想工具。不僅如此，脈沖星還是理想的天體物理實(shí)驗(yàn)室，對(duì)它進(jìn)行研究，有望得到許多重大物理學(xué)問(wèn)題的答案。比如，通過(guò)對(duì)快速旋轉(zhuǎn)的射電脈沖星進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，選取一定數(shù)量的脈沖星組成計(jì)時(shí)陣列，就可以探測(cè)來(lái)自超大質(zhì)量雙黑洞等天體發(fā)出的低頻引力波。

2017年10月FAST首先發(fā)現(xiàn)2顆新脈沖星，距離地球分別約4100光年和1.6萬(wàn)光年，這是中國(guó)射電望遠(yuǎn)鏡首次發(fā)現(xiàn)脈沖星，已得到國(guó)際其他射電望遠(yuǎn)鏡的確認(rèn)。貴州省平塘縣的FAST望遠(yuǎn)鏡共發(fā)現(xiàn)9顆脈沖星。

4.國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)C919首飛

2017年5月5日，我國(guó)首款國(guó)際主流水準(zhǔn)的國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)C919完成首飛。該飛機(jī)自2008年開(kāi)始研制，歷經(jīng)10年終于破繭化蝶，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)客機(jī)領(lǐng)域的突破。

C919擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的標(biāo)志性工程，凝聚了國(guó)內(nèi)最優(yōu)秀的設(shè)計(jì)人才和工程人才，針對(duì)先進(jìn)的氣動(dòng)布局、結(jié)構(gòu)材料和機(jī)載系統(tǒng)，研制人員共規(guī)劃了102項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，包括飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)一體化設(shè)計(jì)、電傳飛控系統(tǒng)控制律設(shè)計(jì)、主動(dòng)控制技術(shù)等。

2017年12月17日，第二架C919大型客機(jī)在上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)完成首次飛行，這意味著C919大型客機(jī)逐步拉開(kāi)全面試驗(yàn)試飛的新征程。

5.“超級(jí)顯微鏡”中國(guó)散裂中子源建成

“十三五”時(shí)期，中國(guó)散裂中子源建成，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)脈沖中子應(yīng)用領(lǐng)域的空白，使得我國(guó)成為全世界第四個(gè)擁有脈沖式散裂中子源的國(guó)家。

2018年8月23日，中國(guó)散裂中子源項(xiàng)目通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，正式投入運(yùn)行。它就像“超級(jí)顯微鏡”，是研究物質(zhì)材料微觀結(jié)構(gòu)的理想探針，方便我們觀察世間萬(wàn)物。

一開(kāi)始，人們用核反應(yīng)堆生產(chǎn)中子，但核反應(yīng)速度不能太快。散裂中子源應(yīng)運(yùn)而生。它用電磁場(chǎng)加速質(zhì)子，像炮彈一樣狠狠砸向鎢、汞等重金屬原子核。巨大的原子核就“散裂”出一些自由的中子。散裂中子源還可以觀察高鐵輪子是否質(zhì)量過(guò)關(guān)——它能透視零件內(nèi)部的應(yīng)力是否釋放。中子源還能實(shí)時(shí)觀察飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)怎樣疲勞受損的，以便改進(jìn)設(shè)計(jì)。散裂中子源對(duì)中國(guó)探索前沿科學(xué)問(wèn)題、攻克核心技術(shù)、解決“卡脖子”問(wèn)題有重要意義。

中國(guó)散裂中子源在加速器、靶站、譜儀方面取得了一系列重大技術(shù)成果，顯著提升了我國(guó)在磁鐵、電源、探測(cè)器及電子學(xué)等領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力，使我國(guó)在強(qiáng)流質(zhì)子加速器和中子散射領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大跨越。

6.港珠澳大橋開(kāi)通創(chuàng)多項(xiàng)紀(jì)錄

2018年10月23日，港珠澳大橋開(kāi)通。這是建筑史上里程最長(zhǎng)、投資最多、施工難度最大的跨海大橋。它創(chuàng)造了一連串世界紀(jì)錄：全長(zhǎng)55公里，世界最長(zhǎng)跨海大橋；15公里的全鋼結(jié)構(gòu)鋼箱梁，世界最長(zhǎng)鋼鐵大橋；鋼材用量相當(dāng)于60座埃菲爾鐵塔；海底沉管隧道全長(zhǎng)6.7公里，世界最長(zhǎng)海底隧道；沉管隧道每節(jié)長(zhǎng)180米，重約8萬(wàn)噸，是世界最大沉管隧道。隧道最深處在海平面以下48米，也是世界紀(jì)錄……

跨越伶仃洋的港珠澳大橋，東接香港，西接珠海和澳門，集橋、島、隧于一體，從設(shè)計(jì)到建設(shè)前后歷時(shí)14年，攻克一系列難題。比如大橋設(shè)計(jì)東西兩個(gè)人工島，用海底沉管隧道連接。隧道由33個(gè)巨型沉管組成，沉管在海平面以下13米至48米無(wú)人對(duì)接，誤差控制在2厘米內(nèi)，精準(zhǔn)程度史無(wú)前例。港珠澳大橋的設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)達(dá)120年，打破了國(guó)內(nèi)大橋的“百年壽命慣例”。鋼管樁確保在海泥中120年不損壞，這是一個(gè)工程奇跡。港珠澳大橋還能抗8級(jí)地震，16級(jí)臺(tái)風(fēng)。

7.嫦娥四號(hào)實(shí)現(xiàn)人類首次月背軟著陸

2018年12月8日，嫦娥四號(hào)探測(cè)器搭乘長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭順利上天。110小時(shí)后，到達(dá)月球附近的嫦娥四號(hào)，接到航天飛行控制中心的指令，在距月面129公里處成功實(shí)施7500牛發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火。約5分鐘后，發(fā)動(dòng)機(jī)正常關(guān)機(jī)。根據(jù)實(shí)時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，嫦娥四號(hào)探測(cè)器順利進(jìn)入近月點(diǎn)約100公里的環(huán)月軌道，近月制動(dòng)成功。

所謂近月制動(dòng)，就是讓航天器減速，使其被月球引力捕獲。精準(zhǔn)“剎車”是嫦娥四號(hào)任務(wù)的一大難關(guān)。月球逃逸速度約為每秒2.38公里，如航天器比這個(gè)速度快，就會(huì)與月球失之交臂。嫦娥四號(hào)由著陸器和月球車組成。它將前往月球永遠(yuǎn)背對(duì)地球的那一面。此前還從來(lái)沒(méi)有航天器在那里軟著陸過(guò)。

2019年1月3日，嫦娥四號(hào)月球探測(cè)器完成了人類航天史上的一項(xiàng)壯舉，成功軟著陸在月球背面的南極——艾特肯盆地馮卡門撞擊坑，并通過(guò)“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖，揭開(kāi)了古老月背的神秘面紗。嫦娥四號(hào)將我國(guó)航天器制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制技術(shù)提升到了新的高度。

8.首艘國(guó)產(chǎn)航母“山東號(hào)”服役

2019年12月17日，中國(guó)第一艘國(guó)產(chǎn)航空母艦“山東號(hào)”在海南軍港交付海軍?！吧綎|號(hào)”是中國(guó)自主設(shè)計(jì)、研發(fā)、建造的一艘航空母艦，比起“遼寧號(hào)”有不少改進(jìn)，型號(hào)為002型，是中國(guó)真正意義上的第一艘國(guó)產(chǎn)航空母艦。

山東號(hào)可搭載36架殲-15艦載機(jī)。另外“山東號(hào)”的內(nèi)部艙室、機(jī)庫(kù)、電子系統(tǒng)、彈藥升降機(jī)、艦載武器等均優(yōu)化了設(shè)計(jì)，提升了戰(zhàn)力。

9.北斗導(dǎo)航全球組網(wǎng)

2020年6月23日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第55顆導(dǎo)航衛(wèi)星，暨北斗三號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星，至此北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署比原計(jì)劃提前半年全面完成。

自2017年11月，啟動(dòng)全球組網(wǎng)建設(shè)以來(lái)，北斗導(dǎo)航工程進(jìn)入了建設(shè)的“快車道”。尤其是2018年，長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭10次發(fā)射，成功將18顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功送入軌道。值得一提的是，在2018年7月10日至2018年11月19日的133天中，長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭7次發(fā)射，成功將12顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入軌道，平均一次火箭發(fā)射僅間隔19天，創(chuàng)造了北斗組網(wǎng)高密度發(fā)射紀(jì)錄。

北斗三號(hào)系統(tǒng)完成組網(wǎng)，圓夢(mèng)全球，“中國(guó)的北斗”真正成為“世界的北斗”，為全球用戶提供高精度服務(wù)。此外，在亞太地區(qū)，通過(guò)使用三種軌道衛(wèi)星，用戶能同時(shí)享用到中、高軌道導(dǎo)航衛(wèi)星服務(wù)，衛(wèi)星仰角高，抗遮擋能力強(qiáng)，在多層立交城市峽谷、樹(shù)木遮蔽的環(huán)境，用戶仍可獲得連續(xù)導(dǎo)航服務(wù)，提升了衛(wèi)星服務(wù)的精度、連續(xù)性、可用性。在亞太低緯度地區(qū)，北斗導(dǎo)航精度不亞于美國(guó)GPS，在全球范圍也是處于領(lǐng)先地位。

10.大型水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍”AG600海上首飛成功

2020年7月26日，我國(guó)自主研制的大型滅火/水上救援水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍”AG600在山東青島附近海域成功實(shí)現(xiàn)海上首飛，為下一步飛機(jī)進(jìn)行海上試飛科目訓(xùn)練及驗(yàn)證飛機(jī)相關(guān)性能奠定了基礎(chǔ)。

作為目前世界上在研最大的水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍”AG600，其最大特點(diǎn)是既能在陸地上起降，又能在水面上起降。既是為滿足森林滅火和水上救援的迫切需要，首次研制的大型特種用途民用飛機(jī)，也是國(guó)家應(yīng)急救援體系建設(shè)急需的重大航空裝備。目前，“鯤龍”AG600飛機(jī)已完成360個(gè)小時(shí)的科研試飛，積累和獲取了大量飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合地面試驗(yàn)驗(yàn)證，研制團(tuán)隊(duì)對(duì)水陸兩棲飛機(jī)氣、水動(dòng)融合等關(guān)鍵設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法、驗(yàn)證方法進(jìn)行了修正完善，進(jìn)一步突破了水陸兩棲飛機(jī)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)。

“鯤龍”AG600項(xiàng)目于2009年9月5日正式啟動(dòng)。2017年12月24日，在廣東珠海金灣機(jī)場(chǎng)成功實(shí)現(xiàn)陸上首飛；2018年10月20日，在湖北荊門漳河機(jī)場(chǎng)完成水上首飛。為驗(yàn)證“鯤龍”AG600飛機(jī)的海上特性，在成功完成水上首飛后，2019年全面開(kāi)展了科研試飛及試飛員培訓(xùn)等一系列工作。