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天宫二号金钥匙科技竞赛2016第4、6期知识点汇编


天宫二号
天宫二号空间实验室, 是继天宫一号后中国自主研发的第二个空间实验室, 用于进一步验证 空间交会对接技术及进行一系列空间试验。 天宫二号主要开展地球观测和空间地球系统科学、 空间应用新技术、 空间技术和航天医学等 领域的应用和试验。打造中国第一个真正意义上的空间实验室,发射时释放伴飞小卫星。 2016 年 9 月 15 日 22 时 04 分 12 秒,天宫二号

空间实验室在酒泉卫星发射中心发射成功。 中文名称天宫二号外文名称 TianGong'2 生产国家中华人民共和国发射时间 2016 年 9 月 15 日 22:04 分 发射目的展地球观测和空间地球系统科学等发射场地中国酒泉卫星发射中心 发射项目打造中国第一个的空间实验室等. 立项背景 早在 1992 年,中国就确立了以建立空间站为目标的航天计划。这一计划分三步,第一步是 载人飞船阶段,目标是能够把宇航员送到太空,正常运行若干天,并成功返回。 第二步是空间实验室阶段。在这个阶段要解决组装、交互对接、补给以及循环利用等四 大技术。这些技术关系到空间站的组装、宇航员在空间站的生存等关键问题。天宫一号就是 中国在第二步计划中为了解决交互对接问题而发射的一个目标飞行器。 天宫一号被运往太空 之后,通过对接可以被改造成一个短期有人照料的空间实验室。 对接技术成熟之后,就可以发射真正的空间实验室--天宫二号。天宫二号将完成再生式 循环系统、有效载荷和应用系统的实验以及其他一些科研项目。经过空间实验室阶段,在中 国的载人航天"三步走"计划中,我国最终要建设的是一个基本型空间站,为此,我国会在海 南文昌新建继酒泉、太原、西昌之后的第四个航天发射场,主要承担地球同步轨道卫星、大 质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务。 研发历程 发射计划 2011,中国成功年发射了"天宫一号"目标飞行器。"天宫一号"实际上是空间实 验室的实验版, 采用两舱构型, 分别为实验舱和资源舱。 之后又成功发射了发射"神舟八号"、 "神舟九号"、"神舟十号"。"神九"、"神十 "分别是两艘有人的神舟飞船,与"天宫一号"顺利 完成了有人及无人自动对接试验。 2014 年 3 月 2 日,全国政协委员、中国载人航天工程总设计师周建平表示,按照我国 载人航天计划,在 2020 年前后建成空间站之前,将发射天宫二号空间实验室,目标是建成 我国正式的空间实验室大系统。 2014 年 9 月 10 日上午,太空探索者协会第 27 届年会开幕,中方大会主席杨利伟透 露:2016 年我国将发射"天宫二号"空间实验室,并发射神舟 11 号载人飞船和"天舟一号"货运 飞船,与"天宫二号"交会对接。突破和掌握推进剂补加等空间站关键技术,并开展一定规模 的空间应用。 2014 年 9 月,天宫二号空间实验室、长征七号运载火箭、天舟货运飞船,以及神舟十 一号、 长征二号 F 运载火箭等主要产品已进入研制关键阶段, 航天员地面训练和地面设施设 备准备工作, 包括空间站组成模块中的核心舱和两个实验舱研制工作也正在按计划进行。 海 南航天发射场已基本完工,具备发射条件。 自 2014 年 10 月初天宫二号空间实验室本阶段总装工作开始以来, 实验舱、 资源舱单舱 总装分别完成了空间应用系统配套设备安装、 电缆安装等总装工作, 充分验证了空间应用系 统载荷设备与整器的机械接口匹配性, 并顺利完成正样实验舱的质量特性测试, 为保证总装 交付电测顺利进行,打下坚实基础。 2015 年 1 月,中国航天科技集团公司五院完成天宫二号空间实验室空间应用系统载荷 设备安装并交付电测。这是空间实验室本阶段总装的标志性节点。

2016 年前,中国再陆续发射"天宫二号"、"天宫三号"两个空间实验室。 2016 年前后,按照计划将发射天宫二号空间实验室,随后发射神舟十一号飞船、天舟 一号货运飞船,与之对接。 2016 年中国计划发射空间实验室"天宫二号", 天宫二号发射将与神舟十一号交会对接, 天宫二号入轨并完成在轨测试后, 将与之后发射的神舟十一号完成交会对接。 在天宫二号发 射之前,中国将在海南发射场发射新研制的长征七号运载火箭的试验箭。此外,中国空间天 文界还提出了"天体号脉"和"天体肖像"计划。 2018 年前后发射空间站核心舱进行试验工作,2022 年前后完成空间站建设工作。 2020 年之前,中国计划初步完成空间站建设,预计空间站届时将在中国新建的海南航 天发射场发射。 2020 年前,将再陆续发射"天宫二号"、"天宫三号"两个空间实验室。按照规划,我国真 正意义上的载人空间站将在 2020 年前后建成。 发射历程 2016 年 7 月 7 日从北京启程,经铁路运输,于 9 日安全运抵酒泉卫星发射中心载人航 天发射场,开展发射场区总装和测试工作。 发射天宫二号空间实验室的长征二号 FT2 火箭, 以及发射神舟十一号载人飞船的长征二 号 F 遥十一火箭, 于 8 月上旬运往酒泉卫星发射中心。 神舟十一号载人飞船已完成出厂测试, 执行任务的航天员乘组已完成定选,正在进行任务强化训练。 按计划,天宫二号空间实验室于 2016 年 9 月中旬发射,之后开展在轨测试并建立自主 运行模式,做好迎接神舟十一号载人飞船访问的准备。 据中国载人航天工程办公室消息, 天宫二号空间实验室按流程完成了出厂前所有研制工 作,2016 年 7 月 7 日从北京启程,经铁路运输,于 9 日安全运抵酒泉卫星发射中心载人航 天发射场,开展发射场区总装和测试工作。 2016 年 9 月 15 日 22 时 04 分 12 秒,天宫二号空间实验室在酒泉卫星发射中心发射。 2016 年 9 月 15 日 22 时 28 分,空间实验室飞行任务总指挥长张又侠宣布:天宫二号空 间实验室发射任务取得圆满成功! 设备构造 天宫二号是在天宫一号目标飞行器备份的基础上, 根据天宫二号的任务的需要改装研制 而成。规模与天宫一号基本一致,也是一个长期在轨自动运行、短期载人的飞行器,是我国 建造空间站之前进行技术验证的重要阶段。 天宫二号将携带国际首个专用的高灵敏度伽马射 线暴偏振测量仪器。这项中国-瑞士合作开展的"伽马暴偏振探测项目"(POLAR)是中国空间天 文"黑洞探针"计划的组成部分。 天宫二号空间实验室相对于天宫一号目标飞行器, 其上搭载了全新配套的空间应用系统 载荷设备,无论配套设备数量还是安装复杂度均创造了历次载人航天器任务之最。 我国最终要建设的基本型空间站, 它的规模不会超过国际空间站。 基本型空间站大致包 括一个核心舱、一架货运飞船、一架载人飞船和两个用于实验等功能的其它舱,总重量在 100 吨以下。其中的核心舱需长期有人驻守,能与各种实验舱、载人飞船和货运飞船对接。 具备 20 吨以上运载能力的火箭,才有资格发射核心舱。 科研任务 "天宫一号"是空间实验室的特例,主要为了完成交会对接任务,而"天宫二号"则完全是 小型空间实验室,科学家、航天员们将在里面展开各种工作和试验,"天宫二号"将解决一定 规模、短期有人照料的空间应用问题,航天员在天宫二号上生活的时间将比在神舟九号、神 舟十号生活的时间更长。 天宫二号, 计划以黑洞等极端天体作为恒星和星系演化的探针, 理解宇宙极端物理过程

和规律,解答宇宙组成和演化。天宫二号上将开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用 新技术、 空间技术和航天医学等领域的应用和试验, 是中国第一个真正意义上的空间实验室, 发射时释放伴飞小卫星,将有飞船与之对接,将完成验证空间站的技术,也将接受航天员的 访问。 将来随着空间实验室体积的增大、 可靠性的提高, 将逐步发展成为空间站的核心舱或者 实验舱,增加太空实验的项目和种类,为建成空间站奠定基础。空间站可以允许若干个宇航 员同时长期驻守太空,吨位可重达 20 吨。发射这样重的物体需要使用重型火箭,由于使用 的火箭直径较大,无法通过铁路运输,所以用海路运往海南航天发射中心发射。同时,海南 航天发射场靠近赤道,有利于增强火箭的运载能力。 测试阶段 今年载人航天任务中,航天员将完成长达 30 天的在轨驻留,这个时间长度对于技术和 人员来说,都具有较大的挑战,在国际上也是公认的门槛,天宫二号对此已经做好准备。 在“天宫二号”装载的设备中, 有很多是用来开展空间科学实验或者验证一些应用新技术 的,这些设备一起被称作空间应用有效载荷。这次,“天宫二号”上要进行的各类实验达到了 史无前例的 14 项,堪称中国载人航天最忙碌的空间实验室。 我国第一个真正意义上的空间实验室 三大使命:航天员中期驻留、推进剂在轨补加、在轨维修技术试验 据中国载人航天工程办公室副主任武平介绍, 天宫二号是我国第一个真正意义上的太空 实验室。它采用实验舱和资源舱两舱构型,全长 10.4 米,最大直径 3.35 米,太阳翼展宽约 18.4 米,重 8.6 吨,设计在轨寿命 2 年。 天宫二号是在天宫一号目标飞行器备份产品的基础上, 为满足推进剂补加验证试验需要, 对推进分系统进行了适应性改造;为满足中期驻留需要,对载人宜居环境进行了重大改善, 具备支持 2 名航天员在轨工作、生活 30 天的能力。 天宫二号装载了空间冷原子钟等 14 项应用载荷,以及失重心血管功能研究等相关航天 医学实验设备,配备在轨维修技术验证装置、机械臂操作终端等在轨维修试验设备,将开展 空间科学及技术试(实)验。 同时还搭载了香港中学生太空科技设计大赛获奖的 3 个实验项目。 按计划,天宫二号空间实验室发射升空后,将变轨进入高度为 384 公里的运行轨道,进 行在轨测试。 神舟十一号载人飞船 10 月中下旬发射前, 天宫二号空间实验室进入高度为 393 公里的近圆对接轨道,等待交会对接。 中国载人航天工程办公室副主任武平还表示: 目前, 执行天宫二号飞行任务的航天员系 统、空间应用系统、运载火箭系统、发射场系统、测控通信系统和空间实验室系统,已经完 成综合演练,发射前的各项准备工作已基本就绪。 发射天宫二号是全面完成空间实验室阶段任务的关键之战, 将为我国后续空间站建造和 运营奠定坚实基础、积累宝贵经验,对于推进我国载人航天事业持续发展,具有十分重要的 意义。 “天宫二号”内部设计“更贴心” 跟“天宫一号”相比:没变的是外形,变化的是“内心” 据央视报道,天宫二号空间实验室发射之后,将会有两名航天员入住天宫。他们将在那 里工作和生活 30 天,验证航天员中期在轨驻留,这也是目前为止我国载人飞行时间最长的 一次任务。 在一个失重的环境中生活 30 天,并不是一件容易的事。为此,“天宫二号”在内部增加 了很多贴心的设计,更加方便航天员的工作和生活。 对此,中国航天科技集团公司五院天宫二号空间实验室总设计师朱枞鹏表示:“我们要 以人为本,给航天员创造一个更好的生活和工作环境。我们系统地开展了宜居性设计,包括

里面的人的衣食住行,包括声光、舱内的装饰、降低噪音、还有方便航天员的生活,增加了 一些辅助设施。” 首次使用可展开的多功能小平台。 通信方面为航天员配备了蓝牙耳机和蓝牙音响。 用地板取代了地毯。 舱内灯光采用米黄色色调,亮度可手动调节,并为每个航天员安装了床前灯。 事实上,30 天的太空驻留不仅是对航天员本身的考验,也是对我国载人航天技术全新 的挑战。如何长时间提供适合人生活的环境,如何长时间提供包括水在内的物资供给,都将 在“天宫二号”任务中得到验证。 “天宫二号”被称为我国首个真正意义上的空间实验室。 那么, 它与我国 2011 年发射的“天 宫一号”有什么不同?又有哪些技术上的突破呢? 天宫二号空间实验室是在“天宫一号”基础上研制的航天器,外形完全相同,却承担不同 的任务——“天宫一号”是目标飞行器,主要执行的是和载人飞船配合完成空间交会对接试验 任务;而“天宫二号”则是我国第一个具备太空补加功能的载人航天实验室,要第一次实现航 天员 30 天驻留、第一次试验推进剂太空补加技术,以及开展大规模的科学实验。 所以,“天宫二号”相比“天宫一号”,没变的是外形,变化的是“内心”。 不仅装备更豪华、装载量提高、内部环境更好,“天宫二号”上搭载的设备也更先进。“天 宫二号”上搭载了全新配套的空间应用系统的科学设备,无论是数量还是安装复杂程度,都 创造了历次载人航天器任务之最。 值得一提的是,“天宫二号”的系统设计是模块化的,也就是说它出现问题时可以快速更 换和在轨维修,这在国内空间领域属于首创。 “天宫二号”将成我国最忙碌空间实验室 各类实验达到了史无前例的 14 项 在此次“天宫二号”装载的设备中, 有很多是用来开展空间科学实验或者验证一些应用新 技术的,这些设备一起被称作空间应用有效载荷。这次,“天宫二号”上要进行的各类实验达 到了史无前例的 14 项,堪称中国载人航天最忙碌的空间实验室。 今日下午, 中国载人航天工程办公室副主任武平在召开新闻发布会时再次介绍: 在天宫 二号空间实验室,装载了 14 个空间应用载荷,这其中大部分项目都代表着相关科学技术领 域的国际领先水平,有望是在这次任务中取得一批重大的发现,比如装载的空间冷原子钟, 这将是世界上首台在太空运行的冷原子钟, 它的精度有望实现 10 的负 16 次方秒量级的超高 精度,将目前在人类太空的时间精度提高 1 到 2 个数量级,也就意味着 3000 万年才能产生 一秒钟的误差。所以这个也将是具有国际领先水平的。 再比如装载的偏振探测仪, 这几个设备将填补当前伽玛暴观测中的缺乏偏振探测的手段, 通过对伽玛暴的测量高厘米度的偏振观测, 可以有助于我们了解伽玛暴的本质, 进而开展宇 宙结构的起源以及演化整个的研究, 当然这个也是现在当前世界科技的一个热点的科学问题。 还有我们装载了宽波段成像光谱仪和三维成像微波高度计, 它们技术体质很新, 指标也 很先进。 这些载荷的运用将会提高我国在全球气侯变化研究、 大气污染和大气成分监测等方 面的技术水平,而且也将会产生非常显著的社会效应和经济效益。 此外, 天宫二号上还将开展多种新材料的制备实验, 以及多个领域的基础物理的一些空 间的实验。再就是我们还在天宫二号和神舟十一号组合体运行期间还将释放一颗伴随卫星, 这颗伴随卫星将跟天宫二号配合联合开展实验。 总之, 天宫二号任务实施将有利促进我国空 间科学和应用的技术发展, 引领带动相关科技领域的进步, 加快推进创新驱动发展战略的实 施。

“天宫二号”是我国载人航天工程二步二阶段的首发飞行器, 是第一艘真正意义上的空间 实验室,它将与“神舟十一号”载人飞船和“天舟一号”货运飞船交会对接,并共同开展航天员 中期驻留任务、在轨维修技术试验任务、推进剂在轨补加任务,以及一系列空间应用科学实 验、航天医学实验、空间站技术验证试验等任务,为第三步建造空间站提前开展相关技术验 证。 简单来说,空间实验室更像是空间站的前身,是为发展空间站,从载人飞船过渡到载人 航天基础设施的试验性航天器。也就是说,“天宫二号”空间实验室是为建造复杂程度更高的 空间站所做的准备工作。 “天宫二号”发射之后,接着,神舟十一号飞船将搭乘 2 名航天员与“天宫二号”对接,进 行航天员在太空的中期驻留试验。 我国将于 2017 年上半年,用长征七号运载火箭发射天舟一号货运飞船,与“天宫二号” 对接,开展推进剂补加等相关试验。2020 年前后,完成中国空间站建造任务。 1.13 亿年前两个宇宙中的重量级选手—黑洞遇到了一起,合体成更大的黑洞,迸发出了 巨大的能量波,2016 年 2 月 11 日 23 点 30 分,美国科学基金会宣布人类首次直接探测到了 引力波, 印证了爱因斯坦的预言。 引力波是爱因斯坦广义相对论所预言的一种以光速传播的 时空波动,被称为宇宙中的“时空涟漪” 。探测到引力波的是美国的: “激光干涉引力波天文 台” 。黑洞并不是一个洞,而是一个天体,因为凡是接近它的天体物质,就连光线都会被它 吞噬,又没有光线能发射出来,所以称为黑洞。探测引力波能够让我们回望宇宙大爆炸最初 的瞬间,监测宇宙大爆炸理论的正确与否。我们国家引力波探测工程“天琴计划”已于 2015 年 7 月正式启动,大约需要 20 年的时间,投资大约 150 亿人民币。 2.奇点是指人类与其他物种(物体)的相互融合。确切的说是指电脑智能与人脑智能兼 容的那个奇妙瞬间。谷歌 AlphaGo 围棋机器人,被视为人工智能界最强大的围棋机器人。大 多数的人工智能研究着眼于模拟人的智慧,IBM 公司的国际象棋电脑“深蓝”是专门的象棋 程序。智能分为两种:一种是精确算术,一种是模糊识别。精确算术是人工智能发展的死胡 同。 视图是最具挑战的模糊识别智能。 AlphaGo 集合了两个深度学习网络, 一个是策略网络, 一个是值网络。前者负责抛弃那些明显的蠢招,后者负责一边推演一边判断棋盘上的局势。 预言家雷蒙德.库兹韦尔预言到 2045 年人工智能就将追上人脑,达到奇点。 3.放松地随便数数能有助入睡,但是集中精神数数会越来越有精神。人耳中的半规管里 装满了液体,当人转动停止的时候,里边的液体因为惯性的作用不会停下来,所以大脑感觉 还在旋转,所以会很晕。集中注意力于一项视觉任务的时候,会听不到其他声音。 4.LiFi 是借助可见光进行网络传输的,通过快到无法被肉眼察觉的 LED 灯光高速闪烁信 号来传递数据。 优点是: 抗干扰、 高保密、 高速度、 无电磁污染。 预计未来 5—10 年内普及。 它的缺点是:光一旦被挡住了,信号就会丢失。 5.客机不备降落伞是因为跳伞要经过专业的训练,普通乘客不具备跳伞技能,所以临时 跳伞逃生的可能性为零。 6.拳击蟹也叫啦啦队蟹,梯形蟹是鹿角珊瑚的小卫士,招潮蟹被称为提琴蟹,和尚蟹可 以直行,被称为士兵蟹。 7.渔猫又被称为钓鱼猫, 它通过拍击水面而模拟昆虫掉进溪水的声音来吸引鱼群的注意, 爪哇丽纹蛇俗称蓝长腺珊瑚蛇,被称为东南亚最神秘莫测的毒蛇之一。 8.加蓬蝰蛇有最大的身躯、最赞的伪装、最长的毒牙,被称为蛇中暴君。 9.美国的加利福利亚州圣塔柯斯镇被誉为“神秘地带”这里的石板会让你变高,倾斜身 体也能行走, 小球能斜斜的坠落, 人可以飞檐走壁。 造成这些奇异现象的的可能是重力异常、 陨石的作怪,也有可能是某种天体现象。 10.铁的原料是铁矿石,主要有磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿几种。最古老的高炉是中国西

汉时代的熔炉。铁锈的成分就是氧化铁。不锈钢中含有其他金属成分:铬和镍。动物肝脏、 菠菜、肉类、鱼类、蛋黄和萝卜含有丰富的铁元素。 11.病原体包括病菌、病毒和寄生虫。疫苗可以帮助我们抵御这些病原体,但是它本身 的毒性也很强,因为它们是由病菌、病毒等病原微生物制成的。疫苗的作用是轻微地攻击我 们的免疫系统,让我们的免疫系统产生抗体。生产厂家利用病原体作为“种子” ,大规模培 育它们, 然后把收获的病原体进行减毒或者灭活处理就得到了疫苗。 对鸡蛋过敏的不能注射 麻疹疫苗、流感疫苗;对牛奶过敏的不能注射百日咳、白喉、破伤风混合疫苗。培育甲型流 感疫苗的土壤是即将发育成小鸡的鸡蛋;疫苗的储藏温度是 2℃---8℃,一旦超出适宜范围 疫苗可能会失效。一种疫苗只能预防一种传染病。没有万能疫苗。预防传染病的叫预防性疫 苗。目前在开发的有攻克癌症的治疗性疫苗。 12.午睡一会可以让下午更有精神,一般不超过 30 分钟,时间长了反而不好。 13.象鼻鱼是夜行侠,夜视能力超强。 14.“火柴棍手电筒”是日本一家公司制造的世界上最小的应急照明工具。 15.被蚊子咬后会痒,那是因为皮肤发现外来物质侵入的时候释放的叫组织胺的蛋白质 来对抗外来物质的,这个过程叫免疫反应。 16.坐的不舒服的时候抖腿在一定程度上可以放松肌肉、关节和韧带,促进血液循环, 人在紧张的时候也会出现这些小动作。很多时候这些小动作都是下意识的行为。 17.酸奶分为两种:搅拌型(比较稀薄)和凝固性(粘稠) 。 18.无人机, “无人”的意思是:没人坐在飞机里驾驶。但是终究还是需要有个人类驾驶 员在地面上进行操作-----一个完整的无人机系统包括:飞行平台、遥控站和数据链路。操控 无人机的人被称为“无人机驾驶员” 。无人机有很多类型,它最初用在军事领域,美国的全 球鹰、英国的不死鸟、以色列的搜索者中国的彩虹--4。它们具有飞行高、雷达隐身功能。 目前的无人机也能装人。 19.脸盲症也叫面孔遗忘症。分两种情况:一是看不清别人的脸,二是对他人脸型毫无 辨认能力。 脸盲症的根源在与大脑。 一般脸盲症的人都是因为大脑中梭状回面孔区组织受到 了损伤。 20.儿童服装分为两类: 第一类是年龄在 36 个月及以下的婴幼儿穿的衣服和使用的纺织 类产品。统称为婴幼儿纺织产品;第二类是 3 岁以上、14 岁以下的小朋友们使用的同类产 品,称为儿童防止产品。产品类别分为 A、B、C 三类,C 类是最基本的要求。目前服装纤维 原料的安全隐患在于:在种植工程中使用杀虫剂、化肥、除草剂等;在加工制造工程中,使 用氧化剂、催化剂、阻燃剂、增白荧光剂等多种有害化学物质,此外还有比如甲醛超标、可 分解芳香胺染料超标、重金属含量超标等。衣服也有 PH 值。服装掉色被称为色牢度。一旦 穿上安全指标不合格的衣服,后果非常严重,轻则皮肤过敏,引起呼吸道疾病,重则会导致 血液病甚至癌症。如果刚买的衣服掉色,异味严重那就要注意了。 21.无声无息的语言-----信息素。昆虫的嘴巴主要是用来吃饭的。它们交流信息用的是信 息素。信息素本身是一种化学物质,由昆虫的外分泌腺体产生,散播到环境之中。二化螟的 触角是接收信息的塔台,杀人蜂分泌的信息素令行禁止,恪守铁的纪律,蚂蚁的信息素可以 招兵买马, 22.懒惰被现代人戏称为“懒癌”它不是一朝一夕养成的,赶走他需要持之以恒。思维 一旦变懒,行动也会变得懒惰。 23 松树的树干变得弯曲可能由以下原因造成的:嫩枝卷叶蛾,大风或者就是纯粹的自 然现象。 24.在我们的皮肤中有温点和冷点两种器官,温点负责感受比体温高的温度,冷点负责 感受比体温低的温度。人是恒温动物,人体正常体温在 36---37℃之间,超过这个范围 38℃

以下是低热,39℃以上是高热。当人进入水温低于体温的浴缸后,温度是由高温处向低温处 传导的,所以我们会感觉冷。但是空气不容易传导热量,当气温是 35℃的时候,身体的热 量很难散发到空气中,会在体内积聚,所以我们会感觉到热。

2016 年全球科技 10 大新趋势 ▌虚拟现实(VR)将成为主流 虚拟现实技术(Virtual Reality,简称 VR)是一种可以创建和体验虚拟 世界的计算机仿真系统它利用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的 交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。 虚拟现实技术正在走向成熟。 目前, 包括微软、 索尼、 HTC 和 Facebook Oculus 在内的主流厂商都已投入资源开发研究,推出了相关产品。随着 2016 年技术的成熟,更多新的虚拟现实头盔将推出,VR 应用领域也将拓展,以及价 格的下降,虚拟现实将进入主流市场。 石墨烯电池迎来大发展 作为一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料, 石墨烯可以说是目前 世界上最薄也是最坚硬的材料,具有超薄、超轻、超高强度、超强导电性、优异 的室温导热和透光性,结构也非常稳定。它不仅有望使锂电池功效倍增,更有望 替代硅,制造未来新一代超级计算机。因此,科技界称它为“万能材料”,其应 用前景不可限量。 就在 2005 年底好消息传来,中科院上海硅酸盐研究所称,已研制出一 种高性能超级电容器电极材料--氮掺杂有序介孔石墨烯, 该材料具有极佳的电化 学储能特性,可用作电动车的“超强电池”,充电只需 7 秒钟,即可续航 35 公 里,相关研究成果已于 12 月 18 日发表在世界顶级期刊《科学》上。最近,各 大科技巨头大举进军石墨烯领域,这无疑让石墨烯电池更值得期待。 量子通讯趋于成熟

量子通讯(Quantum Communication)是指利用量子纠缠效应进行信 息传递的一种新型的通讯方式。 量子通信相比于经典通信最大的优势就是安全性 高,因为量子通信安全性不依赖于算法的复杂度,它具有无条件安全性。此外, 能够精确地传输量子信息, 也是一种优势, 特别是在量子计算实用化之后。 这时, 作为计算的远程输入,使用量子叠加态将具有巨大的优势。 2015 年,中国科学技术大学潘建伟院士、陆朝阳教授等完成的“多自 由度量子隐形传态”名列 2015 年度国际物理学领域的十项重大突破榜首。英国 物理学会(Institute of Physics)新闻网站《物理世界》(Physics World)将 其评为“年度突破”。在量子密钥分配方面,中国也取得 260-300 公里最大通 信距离的好成绩。2016 年,量子通信将会有好消息。 无线充电逐渐普及 在 CES 2016 上,英特尔、戴尔等公司均发布了无线充电产品。这些产 品通过充电器与用电装置之间以磁场传送能量,两者之间不用电线连接。早在 2015 年 6 月,无线充电三大阵营之一的 A4WP(无线充电联盟)宣布,其技术 标准已经升级,所支持的充电功率增加到 50 瓦,意味着笔记本电脑、平板等大 功率设备,也可以实现无线充电。 现在市面上已经有出售一些第三方的无线充电模块, 在非常薄的塑料 薄膜中内置了接收线圈和电路。而这些零件的售价大约都只有 10 美元(约合人 民币 60 元)左右,非常便宜。而在未来,整个行业希望看到类似 Wi-Fi 那样拥 有超远传输距离、稳定性更好的无线充电技术,如果大规模普及,电脑周边设备 通过各种庞杂的线缆和主机连接,将成为历史。 Li-Fi 趋于完善

Li-Fi 是一项有趣的技术,全称为光无线通信又称“光保真技术”,是 一种利用可见光波谱(如灯泡发出的光)进行数据传输的全新无线传输技术,由英 国爱丁堡大学电子通信学院移动通信系主席、德国物理学家哈拉尔德·哈斯 (HaraldHass)教授发明。 Li-Fi 利用 LED 灯光传输数据的秘密在于以超高速调节灯光的亮度。灯 光亮度中包含了每秒可改变 1000 万次的数据。一个简单的 LED 灯泡可以仅仅 通过使数据流与调节芯片相结合来传输数以千计的并行数据流, 接收器光电二极 管与连接在电子设备上的信号处理器相结合, 可以检测到光线形式的被传送数据。 哈斯教授认为 Li-Fi 会作为 Wi-Fi 的补充,在其他领域,尤其是室内受到青睐与 广泛使用。 新一代云机器人前景广阔 近些年,机器人、云计算等领域取得了显著发展。我们可以在今年的 CES 2016 上看到众多机器人产品,吸引了大批消费者和经销商。 云机器人就是云计算与机器人学的结合。就像其它网络终端一样,机器 人本身不需要存储所有资料信息,或具备超强的计算能力,只是在需要的时候可 以连接相关服务器并获得所需信息。 比如, 机器人通过摄像头可以获取一些周围环境的照片,上传到服务器 端, 服务器端可以检索出类似的照片,可以计算出机器人的行进路径来避开障碍 物,还可以将这些信息储存起来,方便其它机器人检索。所有机器人可以共享数 据库,减少开发人员的开发时间。人类生活环境是多样性的,通过云计算,机器 人可以实习自我学习。 5G 通信时代引来快速发展

昨日,工业和信息化部正式启动 5G 技术研发试验,这意味着我国 5G 发展进入技术研发及标准研制的关键阶段。作为下一代通信技术,即 5G 一直备 受关注。目前中国、韩国、日本、欧盟都投入不少资源研发 5G 网络,其中,韩 国 SK Telecom 早前宣布有望在 2017 年在全球率先运营 5G 网络,传输速度最 快可达每秒 19.1Gbps。 量子计算机将越来受到关注 2015 年 12 月发生了一件令业界震惊的大事。先是多家美国媒体报道 称,美国航空航天局与谷歌公司制造出了第一台真正利用量子机制运算的电脑, 并称这台代号 D-WAVE 2X 的计算机运算速度可以达到普通电脑的一亿倍。 目前, 阿里巴巴已经和中科院共同成立了一个量子计算机研究室,其中 中国科学院在量子信息技术方面处于国际先进水平。该实验室计划到 2025 年, 量子模拟将达到当今世界最快的超级计算机的水平,2030 年达到目前顶级超算 的百亿亿倍。 神经形态芯片初见端倪 神经形态技术将是强大计算的下一阶段,将大大提高数据处理速度,提 高机器学习能力。人脑启发软件公司 Numenta 创始人 Jeff Hawkins 说,如 果像 Google 那样使用传统的计算机运行特殊的软件来模拟人脑的话,这样智 能设备的效率也太低了, “人工智能绝对不能靠软件来实现, 需要用芯片来完成。 ” 据悉, 高通研发团队一直致力于开发一种突破传统模式的全新计算架构。 他们希望打造一个全新的计算处理器,模仿人类的大脑和神经系统,使终端拥有 大脑模拟计算驱动的嵌入式认知——这就是 Zeroth。IBM 也在研发与高通的 Zeroth 同类的芯片。

视频游戏机与云计算的结合 游戏完全转向基于云端还为时尚早, 但 2016 年最强大的游戏将依赖于 视频游戏机与云服务的结合。目前,索尼和微软等游戏公司开始支持该技术,有 消息称, 任天堂明年将推出下一代游戏系统"Nintendo NX"将通过云技术发行。 奥运会的“黑科技” VISA 移动支付戒指 作为国际奥委会的合作伙伴,VISA 是奥运会赛场和奥运村唯一的支付服务 供应商。因此 VISA 专门开发了一种移动支付戒指,可以让运动员在奥运村里简 单的挥挥手就能付款购物。 另外不仅是运动员,包括工作人员和其它志愿者也将 可以使用这枚具备 NFC 支付功能的戒指。 费城大学研发抗菌运动服 《纽约时报》之前曾报道里约奥运会的部分海上项目水域出现了超级病毒, 因此对于水上运动运动员来说,就需要最安全的方式来保护自己。因此,美国费 城大学研发出了一种专用的抗菌运动服,来为美国运动员提供保护。 虽然这种运动服并不能抵御所有类型的病毒, 但是至少可以阻止一部分细菌 和病毒入侵运动员的体内。 Solos 智能眼镜 这是一款在 Kickstarter 上起家的智能运动眼镜,并且能够帮助美国自行车 队在里约奥运会上取得好成绩。 Solos 智能运动眼镜提供了增强现实抬头显示功 能,看起来有些类似于我们熟悉的谷歌眼镜,它可以将运动员训练期间的数据, 包括骑行节奏和心率等显示在屏幕上。 从理论上说这样可以帮助运动员在训练中 更好的提高成绩。而究竟效果如何,还得等到正式比赛中揭晓答案。

耐克 AeroSwift 和 AeroBlade 技术 耐克将在奥运会上带来自己一种全新的纺织技术, 可以帮助田径运动员提高 自己的速度。据说分布在运动服上这些小小的节点,可以减少空气阻力。其中 AeroSwift 系列是运动服装类,而 AeroBlade 则是臂带或护腿之类的辅具。毕 竟对于百米运动员来说, 就算能够提高十分之一秒的成绩,都能够决定金牌的归 属。 Whoop Strap 2.0 手环 智能手环类的产品一定会在里约奥运会上随处可见,但是这款名为 Whoop Strap 2.0 的智能手环却是针对专业运动员打造,并且使用者包括了美国著名游 泳运动员 Ryan Lochte。Whoop Strap 2.0 手环可以用来进行训练,分析运动 员的应变能力、运动恢复时间以及追踪心率和睡眠等功能。 Halo Sport 运动耳机 虽然国际奥委会对于运动员在公开场合使用哪些产品都有明确的规定, 但是 在训练的时候,却不受这样的限制。而这款 Halo Sport 运动耳机就可以让运动 员在训练时提高自己的效率。 这款耳机可以发送信号刺激大脑,然后提高肌肉的能力,能让身体做好运动 的准备,为训练提高水平。目前已经有相当数量的运动员开始使用 Halo Sport 运动耳机了,其中就包括美国 400 米栏名将 Michael Tinsley。 拉尔夫·劳伦夜光夹克 拉尔夫·劳伦专门为美国队在开幕式上准备了这款夜光夹克。美国队代表们 不仅能够向全世界展示自己的时尚品牌,同时还有一些复古的味道。 G20 新闻中心的高科技

1.5 万平方米总面积,以蔚蓝色为基调的公共工作区设置了 1500 个座位、 500 台中英文双语操作系统台式电脑, 尽头安装着 LED 大屏幕。 G20 峰会期间, 约 70 个国家的 5000 多名记者在这里将峰会的最新资讯传播至全世界。 置身 G20 杭州峰会新闻中心,顿感气势恢宏,科技元素随处可见。 智能验证,让记者信息可视化 脖子上挂着 G20 杭州峰会记者证,9 月 1 日以来的几天里,上午 8 点多来 到 G20 杭州峰会新闻中心。沿着 30 多米红地毯进入安检口,与门刷同步,只听 见“咔嚓”一声,记者头像、信息已显示在前面的竖式屏幕上…… 这是 G20 峰会智能验证系统,它会自动扫描佩戴的记者证,并在画面上显 示出记者照片和身份信息。 在这台智能验证系统上面安装着摄像机,后面站着的 安保人员一丝不苟盯着背后的屏幕。 只要记者经过安检门, 证件号、 姓名、 单位、 证件类别等一目了然。 记者 9 月 3 日要去机场采访美国总统奥巴马, 出 G20 新闻中心坐车去机场, 安检人员先用手上拿着的掌上智能验证仪,对着记者的条型码进行扫描,显示的 头像、信息无误,才能安检坐车去机场。进出媒体驻地,安保人员同样用这种掌 上验证仪进行扫描识别。 LED 大屏幕尽显科技水平 这是一块 5 米长,9 米高的高清全彩 LED 屏,悬挂在工作区尽头中央,为 记者实时滚动提供公共音视频信号、信息发布、会议安排等重要内容。峰会领导 人的重要讲话和活动,都将通过它们第一时间传递给所有记者。 这块由国内自主研发的高清全彩 LED 屏,共 45 平方米,由 180 块小屏组 成。负责运营的上海广播电视信息网络有限公司副总单栋说,这是第四代 LR 系

列。这块 LED 屏专利无风扇设计,无噪声、低功耗,可在-30℃~60℃温度范围 使用。室内箱体系统盒盖采用塑胶技术,箱体更轻、成本更低。无缝拼装技术, 箱体和模组的间隙公差控制在 0.1mm, 屏体平整的拼接距离控制在 0.2mm。 采 用最新防撞盘技术,在使用过程中更加稳定,使用寿命更长。 “语言神器”让新闻交流没有障碍 为了最大限度地给各国记者提供工作便利。新闻中心创新服务祭出语言“神 器” ——8 台涵盖 14 种语言的双语电话, 让记者完全不用担心语言交流的问题。 需要采访时, 拿起任意一侧听筒, 按下红色的 “翻译” 按钮后接入 96020 平台。 另一记者拿起另一侧听筒,即可通过同声传译实现通话,完成采访。通过双手柄 翻译电话实现不同语言面对面采访,双语电话首次在 G20 峰会中使用。 9 月 4 日上午,记者就用“语言神器”,对波兰共和国报亚太地区副总拉法 尔·托曼斯基进行了一次面对面的“双语采访”。 G20 杭州峰会期间,外国参会人员、媒体记者等遇到语言沟通障碍,就可 使用双语电话。新闻中心组织近 300 名翻译在线提供 24 小时服务。 2016 年中国科技不能错过的 8 件大事 4 月发射“实践十号” 由中国航天科技集团公司五院总体部抓总研制的我国首颗微重力科学实验 卫星——“实践十号”已运抵酒泉卫星发射中心,计划 4 月发射。“这颗卫星 将成为专门用于微重力科学和生命科学的实验平台, 为我国空间微重力研究提供 新的技术手段。”卫星副总设计师李春华说。“实践十号”长啥样?像弹头!主要 采用化学电池。“实践十号”干啥用?这个临时太空实验室将利用太空中微重力 等特殊环境,在为期 15 天的飞行中完成微重力流体物理、微重力燃烧、空间材

料科学、 空间辐射效应、 重力生物效应、 空间生物技术六大领域 19 项实验。 “实 践十号”能回家么?当然!它是一颗返回式卫星,返回舱将把实验样品带回地球。 中国航天 60 周年 今年是中国航天创建 60 周年。 全国政协委员、 航天科技集团中国运载火箭技术研究院原党委书记梁小虹在 2009 年全国两会上提交了关于设立中国航天日的提案,得到数十名两院院士联 名支持。 提案提交以来, 得到高度重视, 国家有关部门认真研究、 积极推进。 “中 国航天日对展示我国航天事业取得的成就, 推动我国从航天大国向航天强国迈进, 具有重要的意义。 同时, 有利于向全民普及科学知识, 促进崇尚科学、 崇尚创新、 崇尚探索的社会风气的形成。”梁小虹说。 此外,60 周年纪念大会、中国航天 60 年大事评选、中国航天助力“一带一 路”发展论坛……精彩活动正在准备中。 长征火箭“三代同堂”齐登场 中国人期盼已久的大火箭 2016 年要首秀啦! 今年,新一代大、中型和固体运载火箭——长征五号、长征七号、长征十 一号火箭将先后亮相, “老前辈”长征二号丙火箭以及步入“青壮年”的长征三 号甲系列、长征二号 F 火箭也将集体登场。 “长征五号火箭已完成首飞前的‘实战演练’,长征七号火箭正在总装。 ‘两兄弟’分别预计于今年 9 月份和 6 月份首飞。”梁小虹说。今年该院所有 在研、在役的 6 个型号火箭预计将执行 14 次发射任务,可谓“三代同堂”齐登 场。这在我国航天史上尚属首次。 天宫二号、神舟十一号下半年发射

中国载人航天工程办公室宣布:今年年中至明年上半年,实施载人航天工程 空间实验室任务,验证未来空间站关键技术。目前天宫二号已完成总装,各系统 正在紧张备战。 今年第三季度发射天宫二号。神舟十一号飞船将乘载两名航天员,与天宫二 号完成对接, 并在太空驻留 30 天。 今年的载人航天任务将进入应用发展新阶段, 在天宫二号上进行多项实验。 在完成和神舟十一号飞船的交会对接和空间科学实验后,天宫二号还将在 2017 年上半年验证天舟一号货运飞船的对接和资源补给技术。 按照计划,我国将于 2020 年左右实施空间站的建造,中国载人航天工程将 进入全新发展阶段。 量子“魅力”大爆发 量子是什么?它来自拉丁语 quantum, 意为“有多少”, 代表“相当数量的 某物质”。在物理学中,指一个不可分割的基本个体。 量子科学家的本领在于, 可以对量子纠缠进行某种意义的“控制”,甚至异 地“控制”。这种“控制”,能帮助不是科幻作家的你实现不敢想的很多事。比 如,超级计算和加密通讯。 今年的量子好戏就要上演了—— 全球首颗量子科学实验卫星已完成载荷、平台产品研制,正在对发射星集成 测试;量子通信“京沪干线”已完成 1554 公里主干线光缆勘查和改造, 将进行二 期现场实施建设……由全国政协委员、中国科技大学常务副校长潘建伟团队担纲 的两大量子项目进展顺利,将于今年建设完成。“如果这两件事都做成了,意味

着一个天地一体化的量子通信网络雏形形成,验证了技术上的可行性。”潘建伟 说。 C919 将翱翔蓝天 中国人的大飞机终于要展翅高飞了。“我肯定愿意第一个坐这个飞机。”全 国政协委员、大型客机项目总设计师吴光辉说。 为什么取名 C919?C 是中国 China 的首字母,也是中国商飞 CO-MAC 的 首字母。 第一个 9 指天长地久, 19 代表我国首型大型客机最大载客量为 190 座。 吴光辉曾透露, “C919”之后未来的型号也可能命名为 C929, 表示最大载客量 将为 290 座。 巧了,已有 AirBus 和 Boeing,C919 跻身国际大型客机市场,预示未来 ABC 三足鼎立? “高分”家族将添新丁 “天眼”看地球,“慧眼”识九州。中国十六个重大科技专项中有一个“天 眼工程”——高分辨率对地观测系统专项,简称“高分专项”。 今年下半年,高分项目将再添新丁——具有 1 米分辨率,全天时、全天候 对地观测能力的雷达遥感卫星高分三号。 据国防科工局局长、国家航天局局长许达哲介绍,我国力争到 2020 年形成 具有时空协调、全天时、全天候、全球范围观测能力的高分辨率对地观测系统。 “近年来, 随着我国航天事业的发展, 卫星应用技术已经广泛服务于经济、 科技、 文化等各个领域,卫星应用产业正逐步与传统产业相融合,与云计算、物联网、 大数据等新一代信息产业的融合速度更为迅速。”许达哲说。 世界最大单口径射电望远镜“开眼”

贵州黔南布依族苗族自治州平塘县一个“大窝凼”里,世界最大单口径射电 望远镜——500 米口径球面射电望远镜(FAST)预计 9 月竣工,开始探索宇宙深处 的奥秘。 高分卫星是“天眼”观地,射电望远镜是“巨眼”观天。 中科院国家天文台副台长郑晓年表示,FAST 突破了射电望远镜的百米极限, 它拥有 30 个足球场大的接收面积,与号称“地面最大的机器”的德国波恩 100 米望远镜相比,灵敏度提高约 10 倍。它将在未来 20 至 30 年保持世界一流设备 的地位。 对科学家们来说,FAST 具有极其重大的科学意义。 它将可能搜寻到更多的奇 异天体,用来观测脉冲星,探索宇宙起源和演化、暗物质暗能量、星系与银河系的 演化等等,甚至可以搜索星际通讯信号,开展对地外文明的探索。


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