我国空间新技术试验卫星第二批科学与技术成果发布******
记者从中科院微小卫星创新研究院获悉,我国“创新X”系列首发星——空间新技术试验卫星第二批科学与技术成果近日发布。这批成果主要包括获得我国首幅太阳过渡区图像、探测到迄今最亮的伽马射线暴、首次获得全球磁场勘测图等。
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46.5nm极紫外成像仪获得我国首幅太阳过渡区图像
46.5nm极紫外太阳成像仪(SUTRI)是国际首台基于多层膜窄带滤光技术的46.5nm太阳成像仪,用于探测50万度左右的太阳过渡区(太阳色球与日冕之间的层次),由国家天文台联合北京大学、同济大学、西安光学精密机械研究所和微小卫星创新研究院共同研制。自2022年8月30日载荷开机以来已经获取了超过1.6TB的探测数据,成功实现了我国首次太阳过渡区探测。这也是人类近半个世纪来首次在46.5nm波段拍摄太阳的完整图像。SUTRI拍摄的图像清晰地显示了过渡区网络组织、活动区冕环系统、日珥和暗条、冕洞等结构(如图2),这些结构的观测特征表明,SUTRI拍摄的确实是从太阳低层大气往日冕过渡的结构,符合预期。SUTRI已探测到多个耀斑、喷流、日珥爆发和日冕物质抛射事件(如图3),表明其数据适合研究各种类型的太阳活动现象。此外,SUTRI还发现活动区普遍存在50万度左右的、朝向太阳表面的物质流动,这些流动在太阳大气的物质循环过程中占有重要地位。目前SUTRI一切功能正常,在轨测试和标定结束后,SUTRI观测的科学数据将向国内外太阳物理和空间天气同行全部开放。
△图1 “创新X”首发星——空间新技术试验卫星(SATech-01)
△图2 SUTRI在2022年9月29日观测到的太阳活动图(图片由SUTRI科学团队提供)
△图3 SUTRI在2022年9月23日观测到的一次太阳爆发事件(图片由SUTRI科学团队提供)
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高能爆发探索者(HEBS)捕获到迄今为止最亮伽马暴
由中科院高能物理研究所研制的高能爆发探索者(HEBS)于北京时间2022年10月9日21时17分,与我国慧眼卫星和高海拔宇宙线观测站同时探测到迄今最亮的伽马射线暴(编号为GRB 221009A)。根据HEBS的精确测量结果,该伽马暴比以往人类观测到的最亮伽马射线暴还亮10倍以上。由于该伽马射线暴的亮度极高,国际上绝大部分探测设备均发生了严重的数据饱和丢失、脉冲堆积等仪器效应,难以获得精确测量结果。HEBS凭借创新的探测器设计以及新颖的高纬度观测模式设置,探测器经受住了高计数率的考验,获得了高时间分辨率的光变曲线,以及10千电子伏至5兆电子伏的宽能段能谱。HEBS极为宝贵的精确测量结果对于揭示伽马射线暴的起源和辐射机制具有重要意义。
国家天文台和上海技术物理研究所研制的EP探路者龙虾眼X射线成像仪(LEIA)于10月12日也成功对这一伽马射线暴开展了观测,探测到了伽马射线暴X射线余辉。这也是国际上首次用龙虾眼型X射线望远镜探测到伽马射线暴。
△图4 高能爆发探索者(HEBS)发现并精确测量迄今最亮的伽马射线暴,打破多项纪录。
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国产量子磁力仪首次空间应用并获得全球磁场图
由中国科学院国家空间科学中心和沈阳自动化研究所联合研制的国产量子磁力仪(CPT)及伸展臂,可实现全球地磁矢量和标量高精度测量。2022年11月7日,多级套筒式无磁伸展臂顺利展开,将各传感器探头伸出约4.35米距离,处于伸展臂顶端的CPT原子/量子磁力仪探头、AMR磁阻磁力仪探头、NST星敏感器获取了有效探测数据,首次在轨验证了磁场矢量和姿态一体化同步探测技术,磁测量噪声峰峰值<0.1nT,实现了国产量子磁力仪的首次空间验证与应用。
△图5 CPT磁测系统“多级套筒式无磁伸展臂”地面展开测试(图片由沈自所、空间中心和卫星团队提供)
△图6 量子磁力仪首张全球磁场勘测图(图片由空间中心太阳活动与空间天气重点实验室提供)
△图7 NST星敏感器相对于卫星本体的姿态数据(图片由空间中心和中科新伦琴NST星敏团队提供)
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空间载荷、平台新技术成果丰富
由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间新技术部研制的多功能一体化相机,首次采用基于共口径多出瞳光学系统新体制,在轨实现集可见光、长波红外、彩色微光于一体的空间光学遥感观测。相机于2022年9月24日开机,成功取得首张170km×42km大幅宽地面遥感图像(如图8),探索了单台相机即可同时实现多谱段多模态遥感成像的新模式,为我国未来高集成度一体化空间光学遥感载荷发展提供了技术储备。
△图8 多功能一体化相机对地宽幅遥感成像图(图片由长春光学精密机械与物理研究所提供)
由中国科学院半导体研究所、自动化研究所、微小卫星创新研究院及浙江大学航空航天学院空天信息技术研究所联合研制的异构多核智能处理单元也取得了首批成果。半导体所的低功耗边缘计算型智能遥感视觉芯片,实现了遥感图像的高速智能化目标检测;自动化所的通用智能系统验证了基于高速交换网络的异构多处理器模块化、弹性化硬件架构;浙江大学的国产AI系统装载了细胞分割算法和飞机识别算法,数据结果与地面孪生系统数据一致,在功耗10瓦条件下算力达到22Tops,验证了国产AI器件的在轨智能图像处理能力。
△图9 边缘计算型遥感视觉芯片检测遥感目标示意图(图片由中科院半导体所提供)
中科院微小卫星创新院的可展收式辐射器成功在轨实现首次应用,辐射器执行机构已顺利完成六十余次展开和收拢动作,连续五轨动态试验结果(如图10)表明环路热管-可展收式辐射器集成系统在负载工作时段启动性能良好,辐射器连续展开-收拢可实现散热能力在轨大范围调控。
△图10 环路热管-可展收式辐射器集成系统连续五轨智能热控测试结果
国家空间科学中心研制的空间元器件辐射效应试验平台载荷开机运行良好,搭载的元器件在测试期间均工作正常。
“科学与技术成果的涌现体现了我们对这颗卫星‘创新X,创新无极限’的定位,开创了新技术众筹模式的先河。”“力箭一号”工程副总师兼卫星系统总师张永合说,“这些新载荷、新技术产品都是各参与方自主投入的,不少是从0到1的创新,通过试验星将创新技术快速集成并飞行验证,可以加快核心关键技术从基础研究到在轨应用的成果转化。”
2022年7月27日12时12分,由中国科学院自主研制的迄今我国最大固体运载火箭“力箭一号”(ZK-1A)在酒泉卫星发射中心成功发射,采用“一箭六星”的方式,将“创新X”系列首发星——空间新技术试验卫星等六颗卫星送入预定轨道。2022年9月5日,空间新技术试验卫星(SATech-01)发布了首批科学成果,包括龙虾眼X射线成像仪(LEIA)的国际首幅宽视场X射线聚焦成像天图,伽马射线暴载荷(HEBS)的首个伽马暴等。
作为我国“创新X”系列的首发星,未来一段时间,空间新技术试验卫星搭载的几种新型推进系统等载荷也将开展在轨试验,卫星上的四个科学载荷也已进入常规化观测,陆续将会获得更多科学和技术成果。
(总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉)
“元宇宙+教育” 会碰撞出怎样的火花?****** ◎本报记者 张盖伦 近日,第五届世界教育前沿论坛举行。在该论坛“元宇宙与教育”环节的尾声,北京大学教育学院原副院长、中国教育技术协会教育游戏专委会理事长尚俊杰向与会嘉宾提了一个问题:元宇宙常态化应用到教育领域还需多久?这也是近一年来常被探讨的话题。 我国教育信息化经过近十年的大力推进,已经实现了跨越式发展。教育部提供的数据显示,全国各级各类学校全部接入互联网,所有学校出口带宽达到100兆以上,接入无线网的学校数超过21万所,99.5%的中小学拥有多媒体教室。 那么,下一个十年,像元宇宙这样的新技术又将如何影响教育? 元宇宙是教育信息化的高级阶段 尚俊杰指出,元宇宙的本质就是与现实世界交互融通的数字化交互环境。狭义上,它是指基于VR/AR、人工智能技术实现的让人身临其境的虚拟世界;广义上,它可涵盖数字世界的所有概念,从当前的互联网到未来虚实融合的数字化世界都是元宇宙。 信息技术对教育具有革命性影响,新的技术,总会给教育变革带来新的可能。尚俊杰总结,元宇宙可以为学生带来更具临场感、体验感的学习环境,还可以创造混合现实的学习环境。 不过,元宇宙不是教育的万能药。尚俊杰坦言,教育是个“慢领域”,不要指望有某个技术能突然地变革它。可以把元宇宙看作教育信息化的高级阶段。长期来看,元宇宙属于颠覆性技术,但短期来看,它的发展还有许多不确定因素,要重视元宇宙研究,为业界实践提供理论指引。 尚俊杰表示,要把教育元宇宙融入教育信息化的长远规划和顶层设计中,明确发展目标和具体方案,为教育元宇宙的健康有序和可持续发展提供政策指导。 他还指出,应以教育新基建推动教育元宇宙发展,将教育元宇宙纳入教育数字化战略行动方案,加快推进教育专网建设,推动5G、VR/AR、人工智能、区块链等技术在教育领域广泛落地应用,建构智能学习交互等教育新场景。“只有推动教育基建,我们的元宇宙才可能真正‘搭’起来。否则,如果网络很卡顿,学生就不会有兴趣。”尚俊杰说。 他表示,还需加强教育元宇宙相关技术标准的制定,首先要明确元宇宙的技术架构和规则,在此基础上,根据教育领域的实际需求,面向学生全面健康成长,结合各学科课程内容、课程标准和相关研究,发现教育的一般规律和特殊规律,并进一步总结迭代,形成适用于教育领域的元宇宙技术标准和伦理规则。 各层级教育元宇宙发展各有侧重 元宇宙在教育领域的应用,最终仍要落脚到学习上。 华东师范大学信息管理系教授许鑫认为,元宇宙在高等教育、基础教育和职业教育领域落地的典型场景和研发的重点方向会有不同侧重。 在高等教育领域,侧重于元宇宙在产教融合方面的落地和社交属性的体现;在职业教育领域,侧重于借助自动化内容生成工具,为数字虚拟场景快速搭建、VR教学资源自动生成、数字人教师实现等赋能;在基础教育领域,则聚焦科学教育,开展学生VR环境下学习能力、抗压能力测评的系列研究。 值得一提的是,许鑫强调,元宇宙在基础教育领域的应用还需慎重。此前,他们考虑进行课件的3D转换,比如把课堂上立体几何的内容通过3D的方式直接呈现给同学们。但是研究数学的老师给出了不同的观点——他们担心这样会限制学生的空间想象力。“当给学生提供沉浸式学习环境时,他们注意力究竟是比以前更集中,还是更分散?这都需要进一步研究。”许鑫说。 “教育元宇宙的发展要能够把握教育的本质,不是为了用技术而用技术,而是真正让技术促进学生的成长和进步。”许鑫强调。 (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |