揭秘|当国盾量子“追星er”遇见天狗食月!
2021年11月19日,农历十月十五,周五晚上17点36分,一场非常罕见的月偏食在天宇上演。而在中国科学技术大学上海研究院的楼顶,一群人却围着一款“望远镜”,在皎洁月色中,开始了他们新一天的“追星”之旅~
月食小科普
月食作为自然界的一种现象,当太阳、地球、月球三者恰好或几乎在同一条直线上时(地球在太阳和月球之间),太阳到月球的光线便会部分或完全地被地球掩盖,这就会发生。

本次月偏食食分较大,达到0.978,可以说是最接近月全食的月偏食,并且月亮会因太阳光受地球大气层折射,而变成红色。本次月偏食共持续3小时29分钟,15点18分初亏、17点03分食甚、18点47分复圆,全程约3.5小时,是近600年来持续时间最长的一次。
本次月食覆盖范围甚广,亚洲东部、大洋洲(除极西部)、太平洋、北美洲、南美洲、北大西洋和南大西洋西部、欧洲极西部和极北部、北冰洋均可见。可以说真的是“天涯共此时”了。

不知道大家是和谁一起感受的这份浪漫呢?
在国盾量子,就有一群经常相约“追星星看月亮”的小伙伴们……他们踏遍全国、日落而出、火眼金睛、爆肝通宵……但对他们来说,夜空中最美丽最值得追逐的,要属“墨子号”量子科学实验卫星。

“墨子号”作为全球首颗量子科学实验卫星,是“十二五”期间立项的四颗先导卫星中的一个。2011年由中科院牵头研制,于2016年8月16号在酒泉卫星发射中心发射。
量子科学实验卫星“墨子号”旨在建立卫星与地面远距离量子科学实验平台,在此平台上完成空间大尺度量子科学实验,并使量子通信技术的应用突破距离的限制,促进广域乃至全球范围量子通信的最终实现。目前它已经完成原定的科学实验任务,仍在超期服役并带给我们“惊喜”。

那么,国盾量子的小伙伴们为什么偏偏要选择追逐“墨子号”卫星(而不是月亮)?
实验的具体内容又是什么呢?

问:可以介绍一下你们在做什么实验吗?
近期,我们团队正在研制新一款量子卫星地面站。这次试验的目标主要是验证可移动地面站的密钥分发技术和能力以及设备的稳定性、环境适应性。
人们熟知的量子保密通信“京沪干线”、“武合干线”等均依托于地面光纤,但如果两个用户之间距离遥远、光纤无法到达,就需要借助卫星和地面站。地面站可以跟瞄、对接量子卫星,与远在太空的“墨子号”量子科学实验卫星建立联系,进行量子密钥分发,保障信息传递的安全性。
我们和中国科大团队一起,在原“墨子号”卫星地面站的技术基础上开展了小型化地面站的研制,实现了其产品化。最近,我们正进行能匹配下一代卫星的地面站研发。
问:卫星地面站相关工作持续了多久?
我们和中国科大团队一起,在原“墨子号”卫星地面站的技术基础上完成了小型化地面站的研制,并实现了产品化。在这个过程中,我们形成了一支分工明确的队伍,覆盖产品研发、质量工艺、中试验证、生产制造各方面。
在接下来的两年,在接下来的两年,我们将不断攻克移动平台的技术与应用难点,完成下一代卫星地面站的研制工作。
问:现在实验进行到什么阶段?
目前,我们在为卫星-飞机间的量子密钥分发实验做准备。因为飞机飞行高度较高,进行自由空间量子密钥分发时可以避免受云层干扰等情况。
问:遇到了哪些困难呢?
这个实验还是很难的。最终目标是在卫星和飞机间建立高精度的光学跟瞄,将1000公里外的卫星上发下来的光,耦合到100微米细的光纤中。但在实验地点,卫星一般每天只过境一次,时间不到十分钟,但飞机是比较抖的,实验条件恶劣,代价也大。
我们最近通过在人工降雨的飞机上安装测量装置,作为输入,通过六自由度平台在地面上模拟飞机的运动情况,进行相关实验。
问:听说你们最近也在香格里拉做实验,好玩吗?为什么选那里?
好玩!之前我们还去过最北端的漠河北极村、丽江等地,去全国各地做实验,朋友们都很羡慕。
实际上,我们此前的实验往往都是在空气稀薄的高原(包括在5100m高海拔地区工作)。就像车企要做“拉力测试”,我们为了说明技术和设备的能力,也需要把设备带到不同的地方去验证。最近,我们按照规划是要去山区和高原进行测试的,但因为疫情和近期天气影响,最终选择了香格里拉。而且现在设备轻了,能力强了,很多时候都可以在城市的高楼顶上进行实验。
今晚(指19日),除了上海机载实验的技术验证、北京和迪庆藏族自治州(香格里拉)的适应性试验,我们还在广州支持客户开展设备安装和测试,并远程支持了加拿大的一个实验。嗯,我们经常在同一天晚上多线“作战”的.....
问:为什么团队总在深夜熬夜工作?是有意选择月偏食当天实验的吗?
还是因为实验的条件比较苛刻。白天天亮,室外空中没有合适的参考目标用来做测试。而“墨子号”卫星过境时间比较短,都是当地午夜12点左右。
之前在关键技术和整机测试阶段,为了有充足的实验机会,我们还使用了夜晚的恒星和傍晚的人造卫星过境作为试验陪试品。
而且实验也受到天气限制,有云有雨都不适合开展。
所以我们基本天天关注全国各地的天气情况,一到晴天,我们一大早就开始筹划实验做准备,天没黑就开始做,一直忙到卫星过境的半夜,实验结束后还得赶紧分析问题和讨论。
问:能描述下昨天看到月偏食的感受吗?
一般每年能看一次月食,天气好才能看得见,我们晴天晚上又都在工作,所以碰上月食是一种缘分,也是一种必然吧。
问:对着月亮许个愿吧!
希望万里无云,试验顺利!


每一次的创新突破,都离不开科研人员的脚踏实地、仰望星空,美好的月食也许一年一次,但努力、专注的他们一直都在!
