“国之重器”集中亮相,沉浸式体验“高精尖”

来源:科普时报 作者:史诗 2023-05-22 15:12

力箭一号成功首飞,人工合成淀粉实现从“0”到“1”的创新,高海拔宇宙线观测站“拉索”通过验收……

5月21日,记者在2023年全国科技活动周(以下简称科技周)“中国科学院”主展区看到,党的十八大以来特别是“十三五”以来取得的重大创新成果悉数登场,一些国之重器正揭开面纱,“走进”百姓身边。

“力箭”出鞘 直上九霄

在科技周现场,力箭一号运载火箭模型吸引众多参观者关注。去年7月,“力箭一号”运载火箭在酒泉卫星发射中心执行的“一箭六星”首次发射任务圆满完成,成功将六颗卫星送入预定轨道。“力箭一号”到底“牛”在哪儿?

“力箭一号”从2019年开始研制,迄今为止科研团队突破了6项重大关键技术和13项国内首次使用的技术。正因为有这些重大技术创新,这枚新火箭仅用不到3年的时间便成功亮相太空。

据展区负责人介绍,多项技术创新赋予了“力箭一号”运载能力大、入轨精度高、设计可靠性高、响应速度快、发射效率高、保障要求低、发射成本低、使用灵活便捷、环境适应性好等一系列优点,丰富了我国固体运载火箭发射能力谱系,为我国运载火箭领域的技术变革作出贡献。

“实验室里种淀粉”  实现“从0到1”突破

真有这么神奇的事情吗?不需要种地,也不需要绿色植物,以太阳光、水和二氧化碳为原料,在工厂里就能源源不断生产出淀粉。在此之前农业种植是生产淀粉的唯一途径,人们只能依靠春耕夏耘、秋收冬藏的方式获得粮食淀粉,难道说这项技术让“喝西北风”成为现实了吗?这次,中国科学院天津工业生物技术研究所把全套“生产流程”都“搬”到了科技周现场。

据展区负责人介绍,这项研究的特点是不使用细胞,纯工业/实验室合成。首先将二氧化碳用无机催化剂还原为甲醇,然后将甲醇转化成为三碳,接下来再将三碳合成六碳,最后,聚合成为淀粉。“理论上来说,用4500度电可以合成1吨淀粉,不仅能够降低80%—90%的土地和淡水资源消耗,还能减少农药、化肥等对环境的负面影响。”

这项工作是国际上首次在实验室不依赖植物光合作用实现了二氧化碳到淀粉的从头合成,合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍。“探索人工合成淀粉的过程,本质上是用几年时间走过了自然界长达亿万年的进化过程。”该负责人说。

“拉索”通过验收 探索起源之谜

在中国科学院展区的正中间,高海拔宇宙线观测站(LHAASO)的沙盘模型特别显眼。一片绿洲下映衬着中央的“品”字形方块,这就是水切伦科夫探测器阵列,它主要用来探测甚高能伽马光子,由三个水池构成。

实际上,在四川省稻城县海子山,观测性能创造了多项“世界之最”的高海拔宇宙线观测站“拉索”(LHAASO)就建在这里,它是捕捉“天外来客”的“火眼金睛”,帮助我们探索宇宙线起源之谜。5月10日,它顺利通过国家验收。

据展区负责人介绍,“拉索”占地面积约1.36平方公里,由地面簇射粒子探测器阵列(包含5216个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器)、水切伦科夫探测器阵列(面积约78000平方米)和广角切伦科夫望远镜阵列(18台)组成,采用四种探测技术,可全方位、多变量测量来自高能天体的伽马射线和宇宙线。

宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子,时刻造访我们的星球。宇宙线携带着宇宙起源、天体演化、太阳活动等方面的重要科学信息,研究宇宙线及其起源是人类探索宇宙的重要途径。宇宙线被发现110多年以来,相关探索研究已产生数枚诺贝尔奖牌,但依然有众多谜题待解,宇宙线起源被国际物理学界列为“新世纪11个科学问题”之一。

据预计,“拉索”的科学寿命将有20年之久。宇宙线起源这一“世纪之谜”能否被解开?