今天來聊的東西離一般人生活很遠，但是離夢想很近，這兩樣東西一樣叫冷原子鐘，另外一樣叫脈沖星導航試驗衛(wèi)星。
冷原子鐘已經(jīng)伴隨著天宮二號空間站發(fā)射，而脈沖星導航試驗衛(wèi)星將于接下來的11月中的某天擇機發(fā)射。
空間冷原子鐘是在地面噴泉原子鐘的基礎上，將激光冷卻原子技術與空間微重力環(huán)境相結合的噴泉冷原子鐘，主要包括物理單元、微波單元、光學單元和控制單元4個組成部分。相比于之前太空運行的最高精度300萬年誤差1秒的熱原子鐘，這只冷原子鐘將時間精度提升了10倍。
如果說機械表1天差不多有1秒誤差，石英表10天大概有1秒誤差，氫原子鐘數(shù)百萬年有1秒誤差，那么這臺冷原子鐘則可以做到3000萬年誤差1秒。
在微重力環(huán)境下，原子團可以做超慢速勻速直線運動，基于對這種運動的精細測量可以獲得較地面上更加精密的原子譜線信息，從而可獲得更高精度的原子鐘信號，實現(xiàn)在地面上無法實現(xiàn)的性能，這是原子鐘和時間基準發(fā)展歷史上的重要突破。
此外，利用激光冷卻技術，原子氣體被冷卻至極低的溫度，則極大地消除了原子熱運動對原子鐘性能的影響。
這個東西有什么用呢？它可以在太空中對其他衛(wèi)星上的星載原子鐘進行無干擾的時間信號傳遞和校準，從而避免大氣和電離層多變狀態(tài)的影響，使得基于空間冷原子鐘授時的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)具有更加精確和穩(wěn)定的運行能力。
冷原子技術的發(fā)展也將大幅度提高了許多實驗的精度，使原來不可能進行的實驗成為可能。
同時，空間冷原子干涉儀可以取代空間激光干涉儀，實現(xiàn)在軌引力波探測。以往采用激光干涉儀探測引力波，需要兩個臂，這就意味著所有的方案都必須要有3個位置，也就是需要3顆衛(wèi)星。
目前中國實施空間引力波探測的“太極計劃”和“天琴計劃”都需要3顆衛(wèi)星，而空間冷原子干涉儀只需要兩顆衛(wèi)星就能探測引力波，技術難度和成本都有所降低。
另外，空間冷原子鐘還可以測量引力紅移。
最重要的是，在開展深空導航定位方面，若是能在空間合適的位置放置高精度原子鐘，就可以實現(xiàn)大尺度的高精度導航。而最合適的位置是太陽系中的各個拉格朗日點，因為這里不受引力的影響。若在這些點上各放置一臺高精度原子鐘，則至少可以在太陽系內較大范圍中實現(xiàn)準確的定位。這一旦實現(xiàn)，就可以進行大尺度時空研究。
而脈沖星導航試驗衛(wèi)星是以太陽系質心為時空的基準點，以脈沖星發(fā)射的X射線信號為天然信標，通過測量脈沖到達時間，使航天器自主測定位置和時間等參數(shù)。
要知道，脈沖星是高速自轉的中子星，是恒星核能耗盡后的一種遺骸，具有極其穩(wěn)定的周期性，其穩(wěn)定度比目前最穩(wěn)定的氫原子鐘還要高1萬倍以上，是自然界中最穩(wěn)定的“天文時鐘”。
脈沖星導航技術不依賴于現(xiàn)有的導航星座系統(tǒng)，可大幅減少航天器對地面測控系統(tǒng)的依賴程度，增強系統(tǒng)的抗干擾和自主生存能力。
花那么多精力去說這兩樣東西是為什么呢？你們難道沒有留意他們的共同點是什么嗎？
是深空定位和導航。
按照我國科研機構的一貫尿性，是不會把錢砸在那些華而不實的東西上的，這也同時意味著一旦我們砸了，那就是下一步的堅實方向。
這些技術儲備明確無誤地指出了中國航天的下一步，在不遠的將來，我們的足跡一定會遠到今天絕大部分人想都不敢想象的地方。因為深空定位和導航，屬于大天文尺度內航行才需要用到的技術。
至于那些整天嚷著要飛往月球移民火星的騙子集團，他有哪一個技術？
