新华社张伯达、郑昕
又是一个从岁末到新年的超过。在位于陕西的中国科学院国家授时中央,事情职员关注着屏幕上不断跳动的数字,分绝不差地把2021年首个北京韶光的零点报时送到了千家万户。
北京韶光是中国国家标准韶光,它产生于陕西并由位于陕西的国家授时中央发出。为了能把“韶光”牢牢地抓在自己手里,几代中国科研职员一次次实现关键技能“零”的打破,达到授时技能自主可控,跻出生界前辈行列。
“就算一块石头一块石头地搬,也要搬出一座天文台”
授时,普通地讲便是把韶光旗子暗记通过不同技能手段向利用者发送。1949年9月28日,采取东八区区时的北京韶光通过中心公民广播电台前身北京新华广播电台第一次发播。在新中国成立后的很长一段韶光里,中国科学院上海天文台租用一座短波电台授时,紧张依据的是各天文台联合测定与保持的天文时。
进入20世纪60年代,中国科学院于1966年筹建国家授时中央的前身陕西天文台,向全国供应授时做事。当年首批23名前往陕西天文台报到的大学生之一、曾任陕西天文台台长的漆贯荣说,凭着“就算一块石头一块石头地搬,也要搬出一座天文台”的斗志,这座位于陕西蒲城县的天文台准期落成并于1971年试播,使我国具备了国土全覆盖的高精度陆基短波无线电连续授时能力。
20世纪70年代末,陕西天文台通过国产原子钟建立起国际通畅的原子时系统;80年代,长波授时台系统也在蒲城建成,精度比短波授时提高1000倍、达到微秒量级,并在1988年得到国家科技进步一等奖。
“原子时和长波授时系统的相继建立运行,知足了国家计策急需。”漆贯荣说。
14次“从0到1”的打破
1967年,第十三届国际计量大会决定把韶光单位定义从天文时转变到原子时,对付韶光系统有根本性浸染的高性能原子钟,更成为各国争夺的计策资源。只管中国拥有研制原子钟的能力,但对付高性能的铯原子钟却长期未能得到技能打破。
2005年,现任国家授时中央主任的张首刚受命前往国家授时中央,在干系研究“零根本”的情形下开启了中国高性能原子钟的研究。
“我们团队战胜了材料和工艺等技能困难,经由15年的努力,在2020年陆续成功研制了两台具有自主知识产权的铯原子喷泉基准钟,使北京韶光有了自主的校准能力。”张首刚说。
此外,张首刚团队还研发出了冲破国外垄断的新型小铯钟,目前年产量120台旁边,旋转了守时钟依赖入口的局势。
“高性能国产铯原子喷泉钟和光抽运小铯钟的成功研发,办理了我们守时的核心问题,实现了自主可控。”张首刚说。
得益于自主研发的高性能原子钟,以及长期的技能积累,我国标准韶光准确度和稳定度不断攀升。目前与国际标准韶光偏差小于5纳秒的5个国家中就有中国,且远优于100纳秒的国际哀求。
北京韶光采取的是“折衷天下时”,即原子时和基于地球自转的天下时“折衷”的结果。20世纪九十年代,考虑到国际互助等缘故原由,和大多数国家一样,我国中止了天下时的丈量。近年来,环绕新的运用需求,国家授时中央建立了基于数字天顶筒和甚长基线干涉技能等多手段领悟的天下时丈量系统,实现了天下时亚毫秒级自主丈量。
除了高性能原子钟产品的“从无到有”和天下时的自主丈量,经由科研职员的不懈努力,截至目前国家授时中央已14次在关键技能上实现了“从0到1”的打破。
国家利益拓展在哪里,授时做事就到哪里
如今,我国已经形成了“原子钟-守时-授时-用时”完全的韶光频率学科链,以及以“韶光-旗子暗记-轨道”为特色的卫星导航系统研发技能上风。北斗导航系统的开通,为我国在未来构建立体交叉授时系统添加了关键的一块拼图。
张首刚表示,高精度授时正在成为越来越多行业领域的急需,未来立体交叉授时系统将紧张由基于太空的卫星授时、空间站授时和基于地面的长波无线电授时、光纤有线授时等组成,可以把长间隔、跨区域重大举动步伐之间的韶光同步精度提高三到四个数量级。
作为我国立体交叉授时系统的另一个主要组成部分,“十三五”国家重大科技根本举动步伐项目“高精度地基授时系统”已于2020年在西安启动培植,五年内实现运行做事,将支撑我国经济社会的长远发展。
“我国70多年授时事情是中国科技奇迹不断发展进步的缩影。没有综合国力的强大,就不会有北京韶光的本日。”国家授时中央党委布告窦忠说,在“十四五”和未来征程上,坚持创新与科技自主自强永久在路上。