北斗三號第三、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)射的我國北斗三號工程第三、四顆組網(wǎng)衛(wèi)星，搭載了由中科院上海天文臺自主研發(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，相對于之前的試驗衛(wèi)星氫鐘在短期穩(wěn)定性和長期穩(wěn)定性上有了進一步提升?！毙禽d氫原子鐘項目負責人帥濤告訴解放日報·上觀新聞記者。目前國外僅歐洲伽利略衛(wèi)星配置了星載氫鐘，和我國氫鐘相比，兩者地面測試性能相當，但從在軌綜合表現(xiàn)看，我國星載氫鐘實現(xiàn)的用戶測距誤差更小。 根據(jù)量子力學原理，原子具有不連續(xù)的能量數(shù)值，當原子從一個能級躍遷至另一個能級時，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行計時的工具。作為一種精密的計時器具，氫原子鐘的精度到底有多高?“機械表一天差不多有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日首次搭載北斗實驗衛(wèi)星發(fā)射升空，目前在軌運行情況良好。此次搭載北斗三號工程第三、四顆組網(wǎng)衛(wèi)星，在關(guān)鍵性能指標上繼續(xù)保持優(yōu)勢，如長期穩(wěn)定性、漂移率等，以支撐北斗高精度定位服務(wù)。 上海天文臺星載氫原子鐘課題組成員謝勇輝介紹，該團隊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，在保證性能指標的同時，把重量減輕一半左右，預計將從目前近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，降低對導航衛(wèi)星配置資源需求，以適應(yīng)下一代高集成度導航衛(wèi)星發(fā)展需要。星載氫鐘用于導航衛(wèi)星外，還將進一步拓展應(yīng)用，爭取能為甚長基線干涉(VLBI)、空間信號探測等需求服務(wù)。