七天科技博览(8月2日)

【本期导读】

  1. 北斗时代,我们的生活将怎样改变
  2. 三国“使者”同赴火星 共创人类太空探索新历史
  3. 新冠病毒可能几十年前从蝙蝠病毒分化出来
  4. 俄专家:新冠病毒突变情况支持病毒为自然起源
  5. “十五的月亮十四圆”,罕见!
  6. 活活饿死!北极熊或将面临灭绝

 

北斗时代,我们的生活将怎样改变

第55颗北斗导航卫星的成功发射,意味着我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统——北斗全球组网成功,能够在全球范围内全天候、全天时为用户提供高精度的定位、导航、授时服务,以及独有的短报文通信能力。这将为我们的生活带来哪些具体的改变呢?相比以往在手机、车辆中常用的GPS等导航,又会有哪些差别呢?

抗干扰能力强

以路面上最常见的共享单车为例,在6月23日,哈啰出行宣布,旗下单车全面接入北斗定位。使用了北斗的定位系统,相比以往的GPS会有哪些变化呢?

“GPS定位导航技术分为军码和民用码,目前对商用开放的是民用码。技术掌握在别人手中,如果在一些特殊情况下,对方采取一些干扰手段,就会造成定位不准或漂移,成为我国企业不可控的因素。”哈啰出行研发总监沈鹏说,北斗是我国完全自主知识产权的技术,是“自家”的产品,从稳定性、可靠性来讲,之前这类问题都会迎刃而解,所以哈啰出行早在2017年就将北斗的接收芯片模组集成到了智能锁里,想等时机成熟再启用。“说实话我们确实没想到这一天来得这么快!”沈鹏自豪地告诉记者。

基于这一特性,全球范围内的产品都多了一种定位系统选择,也就是模片既有GPS又有北斗,平时两个系统一起使用,当一个系统出问题时,另一个可以作为补充,稳定性和可靠性大幅提升。

据了解,由于具有完全的自主知识产权,北斗系统让定位导航在国内的应用成本也大幅下降。基于自主设计芯片的卫星导航接收器等相关器件价格大大降低,截至2019年底,国产北斗导航型芯片、模块等基础产品销量已超过1亿片。未来我们将看到更多应用北斗技术的各类产品。

定位更加精准

定位精度高是北斗系统的一大优点,由于卫星数量的增加和地基增强系统,定位能力能够从以前的全球范围内优于10米、亚太地区优于5米提升至静态厘米级、动态分米级。

这一特点将为各行各业带来哪些影响?

7月6日下午,湖南常德潘坪村雷家山突发山体滑坡,塌方100万余立方,但由于石门县提前接到了北斗卫星监测系统发来的地质灾害橙色预警,使14户33人全部提前撤离,无一人伤亡。

今年年初疫情期间,正是在北斗卫星导航系统的高精度定位设备的帮助下,建设火神山医院的工程师们得以快速精准地完成测量任务,为挽救生命争取了宝贵的时间。

精准定位是交通精细化运营的前提。“北斗导航定位覆盖范围更大、定位盲区小,采用北斗实现高精度定位,对于出行领域具有里程碑的意义。”哈啰出行执行总裁李开逐说。

目前,国内已经有重庆、郑州等城市在公交系统中使用北斗定位,让后台实时、准确掌握车辆位置信息和行动轨迹,从而提前预估用户的需求,快速做出车辆的管理和调度反应。

此外,共享出行的无序停放成为城市的治理难题之一,北斗高精度定位可帮助用户更准确、便捷地找车用车,解决“找不到车”“还不了车”等常见问题,并降低超区、禁停区停车的误判率,引导用户文明骑车和规范停放。

创新生态可期

5G技术和北斗都是护航国计民生的“国之重器”,具有相互促进的作用。5G的大容量、高速度、低时延的传输能力,能为北斗提供更加可靠的数据服务。以交通运输行业为例,据了解,截至2019年底,国内有超过650万辆运营车辆、3万辆邮政和快递车辆,36个中心城市约8万辆公交车、3200多座内河导航设施、2900多座海上导航设施应用北斗系统。北斗组网完成后,基于5G的超强传输,可以让交通运输领域结合大数据、云计算等智能技术,实现更加科学合理的管理,提升生产效率。而对于智慧城市、精准农业、人工智能、航天海事等领域,“北斗时代”的到来同样正在开启一个令人期待的创新生态。

北斗三号的发射,让短报文通信成为北斗的“独门绝技”——信息发送能力从原来的一次120个汉字提升到一次1200个汉字,通信带宽也从50万用户能力提高到500万用户,用户与用户、用户与中心控制系统间均可实现双向通信。

目前,这一特点已经被诸多领域所看好,开始进行相关的研发。“我们可以基于高精度的位置服务和短报文通信来开发一些附加的增值服务,假设当单车精准定位到某一建筑物附近,我们就可以在这个范围内推送相关的信息。”沈鹏说。此外,这一功能也将使野外作业、登山、探险、救援等领域的工作更为便利。(光明日报)

 

三国“使者”同赴火星 共创人类太空探索新历史

这个夏季,三个地球“使者”正同期前往火星。继阿联酋首个火星探测器“希望”号20日在日本升空,中国首次自主火星探测任务“天问一号”探测器23日被送入穹宇,美国航天局“毅力”号火星车也于30日踏上征程。

虽然任务、特点各不相同,但三国探测器正在人类探索太阳系的征程中共同创造历史。澳大利亚火星学会地质学专家乔恩·克拉克指出,阿联酋的“希望”号探测器和中国的“天问一号”探测器有力说明了“太阳系探索不再是欧美国家的特权,而是全球性事业”。

每个地球“使者”都是开拓者,它们不仅会增进我们对宇宙的了解,也将拓展整个人类的太空探索事业。远航星辰大海,正在成为外空命运共同体的共同事业,探索未知、拓展人类疆界是所有太空任务的共同目标。

同期抵达 目标有别

如果一切顺利,“希望”号、“天问一号”和“毅力”号三个火星探测器均将于2021年2月抵达火星轨道。它们体态各异,具体目的地也各不相同。

“希望”号重约1.5吨,高约2.9米,其太阳能电池板完全展开时宽约8米,携带3组研究火星大气层和监测气候变化的设备。“天问一号”重约5吨,是目前中国发射的最重的深空探测器,包括着陆巡视器和环绕器,其中着陆巡视器又由进入舱和火星车组成,搭载13项有效载荷,堪称阵容强大。“毅力”号火星车大约3米长、2.7米宽、2.2米高(不含机械臂),重约1025千克,大小相当于一辆小汽车,它携首架火星直升机“机智”号一同前往火星。

依照计划,“毅力”号将于2021年2月18日在火星赤道以北的耶泽罗陨石坑登陆。“天问一号”将在进入环火星轨道后,先进行约2.5个月的环绕飞行,再择机实施降轨机动;着陆巡视器将在火星乌托邦平原南部预定区域实施软着陆。与另外两个火星探测器不同,阿联酋的“希望”号不会在火星着陆,而是在距火星表面2万至4万公里的轨道上环绕火星运行。

任务各异 “本领”不同

“希望”号绕火星运行一周需要大约55小时,计划持续围绕火星运行至少两年,其主要任务是观测火星大气和气候变化等。它将像气象卫星一样收集火星不同区域在不同时间的气象数据,帮助研究人员更全面了解和掌握火星的气候条件,为未来进一步探测做好准备。此外,它收集的数据还有助研究火星大气层的演变。

“天问一号”按计划将一次性实现“环绕、着陆、巡视探测”三个目标,即对整个火星进行全球观测、成功着陆火星以及火星车巡视勘测。美国《科学》杂志近期发表文章指出,火星登陆是太空探索中最具挑战性的壮举之一,此前从未有国家在首次探索火星任务中就做到环绕、着陆和巡视“三连胜”。

“毅力”号火星车的核心任务是寻找在火星上可能存在的生命迹象。此外,其任务还包括收集火星岩石和土壤样本以备未来送回地球、调查火星的气候和地质特征、测试未来人类和机器人探索太空所需的技术、为人类登陆和探索火星探路等。“毅力”号至少花费一个火星年(约687地球日)对着陆区域进行探索。

各具意义 共创历史

两个轨道飞行器、两个火星车、一个直升机……数量如此众多、种类如此多样的科学设备同期前往同一个地外行星,这在以前从未有过。尽管并非人类最早的“探火”之旅,但正如英国《自然》杂志发表评论所说,如果一切顺利,这些任务将改写人类对火星的科学理解。

共赴火星的同时,三个探测项目还分别具有不同寻常的独特历史意义。

“希望”号火星探测器是阿联酋探索太空、寻求未来的关键一步,也是阿拉伯世界第一个行星际飞行任务。阿联酋火星探索任务项目主管奥姆兰·谢拉夫认为,“希望”号的成功发射向青年人发出强有力信息,增强了他们对国家的信心。

“天问一号”任务的目标包括实现中国在深空探测领域的技术跨越,同时建立独立自主的深空探测工程体系,推动中国深空探测活动可持续发展。美国《月球热:新太空竞赛》一书作者莱昂纳德·戴维撰文指出,从科学上讲,“天问一号”任务是研究火星形态、地质、矿物学、空间环境以及水冰分布最全面的一项任务。俄罗斯莫斯科国立大学国家天文研究所高级研究员弗拉基米尔·苏尔丁认为这一任务是近年来中国航天事业迅速发展的又一标志。

“毅力”号火星车是美国火星探索计划中的重要一环。作为“好奇”号火星车的继任者,“毅力”号火星车的工作建立在此前火星探测器的基础之上,而它此次执行钻孔采样任务,又将成为美国未来火星采样返回计划的先驱。美国航天局喷气推进实验室有关项目人员马特·华莱士说:“这是第一次,我们去另一颗行星寻找生命迹象,也是第一次,我们采集另一颗行星的样本并可能将其带回地球,当然,还有很多第一次将要发生。”(新华网)

 

新冠病毒可能几十年前从蝙蝠病毒分化出来

根据《自然-微生物学》发表的一篇论文,新冠病毒可能在40~70年前从与之关系最紧密的蝙蝠病毒中分化出来。这一发现意味着产生新冠病毒的病毒谱系可能已经在蝙蝠中传播几十年了。蝙蝠病毒RaTG13曾被鉴定为与新冠病毒关系最密切,而研究人员采用了三种方法来鉴定未经历重组的以及可用于重构病毒演化历史的新冠病毒区域。所有方法均表明,RaTG13和新冠病毒拥有共同的单一祖先谱系,估计SARS-CoV-2分别在1948年、1969年和1982年从相关的蝙蝠病毒中分化出来。(环球科学)

 

俄专家:新冠病毒突变情况支持病毒为自然起源

新华社莫斯科8月1日电 俄罗斯科研人员日前报告说,他们分析了新冠病毒的突变情况,结果支持新冠病毒是自然起源的观点。据塔斯社日前报道,俄罗斯科学院信息传输问题研究所的亚历山大·潘钦等人在美国《同行评议科学杂志》(PeerJ)上撰文说,他们分析了不同国家对新冠病毒基因组测序所得的1000多套数据,发现了1251处碱基突变,其中许多地方的鸟嘌呤被替换为尿嘧啶。

潘钦在媒体上表示,如果蝙蝠是新冠病毒的自然界宿主,那么蝙蝠细胞和新冠病毒能“和平共处”,病毒在蝙蝠体内突变较少。但新冠病毒传染给人后,人体可能发生高水平的氧化应激反应,这种反应会导致病毒基因组中一些地方的鸟嘌呤变为尿嘧啶。

潘钦说,新冠病毒与其他冠状病毒的对比显示,新冠病毒在演化早期的突变情况与自然界中其他冠状病毒相似。新冠病毒在人群中广泛传播后,随着病毒对人体环境的不断适应,以尿嘧啶替换鸟嘌呤的突变概率显著增大。潘钦认为:“这些情况表明新冠病毒是自然起源,在其演化过程中看不到任何人为干预的迹象。”(新华网)

 

“十五的月亮十四圆”,罕见!

新华社天津8月1日电(记者周润健)月亮何时最圆?常会听到的一种说法是“十五的月亮十六圆”,但是在庚子鼠年的农历六月里,十五的月亮却是“十四圆”,最圆时刻出现在8月3日23时59分。天文专家表示,“十五的月亮十四圆”这种现象比较罕见。21世纪这100年中,这种情况仅会出现6次。

中国天文学会会员、天津市天文学会理事史志成介绍说,每逢农历初一,我们看不到月亮,叫“新月”,也叫“朔”;到了农历十五左右,我们可以看到圆圆的月亮,称为“满月”,也叫“望”。

根据农历历法规定,“朔”所在这一天为每月初一。但同是初一,“朔”可能发生在凌晨,或者上午、下午,也可能发生在晚上,而且每个朔望月本身也有长有短。这样,月亮最圆时刻的“望”最早可发生在农历十四的晚上,最迟可出现在农历十七的早上。但由于“朔”一定在农历的每月初一,“朔”之后平均起来要再经过14天18小时22分才是“望”,所以月亮最圆时刻的“望”以出现在农历十五、十六这两天居多,其中又以出现在农历十六为最多。

在21世纪的这100年中,“满月”出现在农历的十七、十六、十五和十四的次数统计结果显示,出现“满月”的次数共1241次。其中,出现次数最多的是农历十六,有579次;其次是农历十五,有468次;再次是农历十七,有188次;次数最少的是农历十四,仅有6次。

史志成表示,从农历十四到农历十七,“满月”不论出现在哪一天,都是正常历法现象。每一次“满月”的出现,都给人们提供了一次难得的赏月良机。盛夏之夜,如果天气晴好,感兴趣的公众不妨在8月3日晚“仰望苍穹里,招手邀圆月”。(新华网)

 

活活饿死!北极熊或将面临灭绝

北极熊依靠海冰来捕食,如果没有海冰,北极熊就只能饿肚子。但现实是,北极海冰覆盖率年年下滑,北极熊已经要面临更长的禁食期。《自然-气候变化》的研究发现,禁食期一旦超过一定天数,北极熊将生存率将不断下跌,而到2100年,许多地区的北极熊难逃灭绝。(环球科学)

 

(选编:洪田)

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