北斗三號(hào)第三、四顆組網(wǎng)衛(wèi)星搭載的氫原子鐘，極少誤差

今天上午發(fā)射的我國(guó)北斗三號(hào)工程第三、四顆組網(wǎng)衛(wèi)星，搭載了由中科院上海天文臺(tái)自主研發(fā)的氫原子鐘，1千萬年才誤差一秒。

 “我們這次發(fā)射的組網(wǎng)衛(wèi)星氫鐘，相對(duì)于之前的試驗(yàn)衛(wèi)星氫鐘在短期穩(wěn)定性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性上有了進(jìn)一步提升。”星載氫原子鐘項(xiàng)目負(fù)責(zé)人帥濤告訴解放日?qǐng)?bào)·上觀新聞?dòng)浾?。目前?guó)外僅歐洲伽利略衛(wèi)星配置了星載氫鐘，和我國(guó)氫鐘相比，兩者地面測(cè)試性能相當(dāng)，但從在軌綜合表現(xiàn)看，我國(guó)星載氫鐘實(shí)現(xiàn)的用戶測(cè)距誤差更小。 根據(jù)量子力學(xué)原理，原子具有不連續(xù)的能量數(shù)值，當(dāng)原子從一個(gè)能級(jí)躍遷至另一個(gè)能級(jí)時(shí)，其吸收或釋放的電磁波頻率是固定的，原子鐘就是利用原子躍遷產(chǎn)生固定頻率的電磁波進(jìn)行計(jì)時(shí)的工具。作為一種精密的計(jì)時(shí)器具，氫原子鐘的精度到底有多高?“機(jī)械表一天差不多有1秒誤差，石英表一天大概有0.1秒誤差，而氫原子鐘數(shù)百萬年到1千萬年才有1秒誤差?！?帥濤介紹，上海天文臺(tái)自主研發(fā)的星載氫原子鐘，于2015年9月30日首次搭載北斗實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射升空，目前在軌運(yùn)行情況良好。此次搭載北斗三號(hào)工程第三、四顆組網(wǎng)衛(wèi)星，在關(guān)鍵性能指標(biāo)上繼續(xù)保持優(yōu)勢(shì)，如長(zhǎng)期穩(wěn)定性、漂移率等，以支撐北斗高精度定位服務(wù)。 上海天文臺(tái)星載氫原子鐘課題組成員謝勇輝介紹，該團(tuán)隊(duì)正在開展下一代星載氫鐘研究，通過關(guān)鍵部件小型化和輕量化設(shè)計(jì)，在保證性能指標(biāo)的同時(shí)，把重量減輕一半左右，預(yù)計(jì)將從目前近24公斤降低至12公斤。除了重量，還將在功耗等方面大幅改進(jìn)，降低對(duì)導(dǎo)航衛(wèi)星配置資源需求，以適應(yīng)下一代高集成度導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)展需要。星載氫鐘用于導(dǎo)航衛(wèi)星外，還將進(jìn)一步拓展應(yīng)用，爭(zhēng)取能為甚長(zhǎng)基線干涉(VLBI)、空間信號(hào)探測(cè)等需求服務(wù)。