INNOVATION E-mail sxzk＠stimes.cn 天地对话的特殊“传达室” …news.sciencenet.cn/dz/upload/2017122561735364.pdf · 主编：郭勉愈 编辑：沈春蕾 校对：王心怡

主编：郭勉愈 编辑：沈春蕾 校对：王心怡E-mail押sxzk＠stimes.cn

2017 年 12月 25日 星期一Tel：（010）62580692 www.sciencenet.cn

周刊

创新INNOVATION

南京天光所隗本报讯 我国科学家在南极中山站，

利用南极亮星巡天望远镜开展比邻星测光观测，率先发布了其类似地球的行星“比邻星 b”掩星现象的初步观测证据。这是南极中山站自 2016 年首次开展天文观测以来获得的第一个重要研究成果，该成果于近日发表在国际权威期刊《天文学报》上。

南极亮星巡天望远镜由中国极地中心、中科院南京天文光学技术研究所

（以下简称南京天光所）、中国科技大学联合研制。其中，南京天光所负责望远镜的主体部分，包括望远镜光学镜筒和机电控制系统，实现了 11.5 度的大视场望远镜，同时具有低温下可靠工作的能力。中国科技大学负责相机和远程控制，中国极地研究中心负责天文观测和数据处理。

今年观测季，南极亮星巡天望远镜实现了极夜不间断观测，并在 8 月底对引力波源 GW170817 所在天区进行持

续 10 天的光学监测，发现该引力波源的电磁对应体。中国极地研究中心和南京大学的太阳系外行星研究团队对获取数据进行了细致分析，发现了一个疑似的掩星信号，置信度达到 98.8%。

据悉，南极亮星巡天望远镜的主要科学目标是搜寻太阳系外行星，在中山站与昆仑站的南极巡天望远镜协同开展巡天观测。比邻星的测光研究是望远镜越冬观测的亮点工作。中山站首次开展光学天文观测，获得了关于中山站天文观测条件的详细数据，为系统开展中山站天文观测提供了可靠的一手资料。

南京天光所副研究员杜福嘉告诉《中国科学报》记者：“国内的天文台均不能对南天高纬度天区进行观测，中山站为我国天文学家提供了一个极具价值的观测南天的天文台址，将主要用于迅速对昆仑站观测到的感兴趣天体进行后续详细观测。”

现场

南极巡天望远镜发现疑似比邻星的掩星信号

卫星遥感是 20 世纪 60 年代兴起的科学领域，随后迅速发展成为各国空间对地观测领域的主要科技手段之一。刘建波指出：“我国在拥有自己的遥感卫星地面站之前，只能通过购买国外的卫星数据获取相应的资料，不仅难度大，还存在时效性差、数量极其有限等问题。”

1979 年 1 月 31 日，邓小平同志与美国时任总统卡特签订中美科技合作协定。在此基础上，1986 年 12 月，我国建成了自己的遥感卫星地面站，包括位于京郊的密云卫星数据接收站（简称密云站）和位于北京的数据处理中心，邓小平同志亲笔题写了站名———中国遥感卫星地面站。

随着中国遥感卫星地面站的建成，我国可以在第一时间直接获取国际遥感卫星观测的数据。问题也随之而来，“密云站的数据接收范围仅能够覆盖我国陆地国土 80%左右，制约了我国陆地观测卫星地面系统的发展和服务。”刘建波说。

于是，2005 年国务院批准启动了陆地观

测卫星数据全国接收站网建设项目。2012年，国家高分辨率对地观测重大专项实施。借助于这些国家项目，经过十年的艰苦建设，中国遥感卫星地面站从建立之初的一个密云站，发展到了今天拥有国内外 5 个接收站的规模。

其中，2008 年建成的喀什站解决了我国西部和周边区域长期缺乏遥感卫星数据的状况，2010 年建成的三亚站使我国陆地观测卫星数据直接获取能力首次伸展到南部海疆，2016 年 5 月建成的昆明站有效解决了我国西南及周边地区的卫星观测数据的获取问题，2016 年 12 月建成的北极站是我国第一个位于海外的陆地观测卫星接收站。

从一座天线到数十座天线，从一个站到多站组网，从国内到走出国门，中国遥感卫星地面站不断填补我国空间遥感领域数据获取能力的空白。地面站的每个重要建设、发展节点，都对利用空间信息保障国家利益具有重要的意义。

从技术引进到自主创新

自地面站建成投入运行以来，技术水平明显提升。中国遥感卫星地面站副主任黄鹏回忆道：“1986 年密云站初建时，全部设备和技术均来自美国，而今地面站技术已经实现国产化。”

现在，中国遥感卫星地面站已经形成了完整的卫星数据接收、传输、存档、处理、分发

体系，以北京总部的运行管理与数据处理为核心，密云站、喀什站、三亚站、昆明站、北极站为数据接收点的运行格局。

卫星存储数据的能力有限，而接收卫星数据是一个不可逆的过程，卫星通过无线电波向地面站传输数据，可能会出现数据丢失的情况，这就需要通过必要的技术保障手段

进展

本报讯 煤的热解是煤所有热化学转化过程的共性过程和基础，关于热解过程的研究也一直是煤科学研究领域的热点。针对煤热解过程的研究，除实验研究外，模型研究也是一种重要的研究手段。

近日，结合微观研究和宏观研究的优点，中国科学院工程热物理研究所能源动力研究中心科研人员从介观角度对煤的热解过程进行了研究。通过对煤热解过程共价键“断裂—生成”机制和共价键反演产物渗透理论的假设，联合使用 Boltzmann-Monte Carlo 方法和渗透方程，建立了煤热解过程的 Boltzamann-Monte Carlo-Percolation 模型。

相关研究成果发表在《燃料》（ ）和《燃料加工技术》（ ）上。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划的资助。

据了解，通过比较相同条件下实验结果与模拟结果的异同，可对建立模型所使用假设的正确性进行判断，从而得到一些无法通过实验观察到的反应过程信息。模型研究在催化以及材料领域的计算方面得到了广泛而成功的应用，但对于煤而言，从微观角度看，其单元结构包含的巨量原子导致巨大的计算量，无法使用量子化学计算方法。因此，现有关于煤热解反应的模型（例如 FG-DVC模型、CPD 模型）一般仍属宏观模型，在假设的反应网络中引入若干经验参数，通过实验得到参数后即可应用模型进行预测。

此项模型可在不包含经验参数的条件下对煤热解过程的键合结构变化以及产物生成趋势进行定量模拟，也可在引入一个经验参数的情况下对不同煤的挥发分产率、煤气产率、轻油以及焦油产率进行定量 / 半定量预测。 （高雅丽）

煤热解模型研究取得进展

工程热物理所 隗天地对话的特殊“传达室”姻本报记者 沈春蕾

从一枝独秀到多站组网

12 月 20 日下午，在中国遥感卫星地面站喀什站，杜卫波像往常一样例行工作———检查12 米天线设备。他告诉《中国科学报》记者：“我们负责接收卫星数据，每天每个时段都有卫星过境，所以接收工作是365 天、每天 24 小时不能停，地面站的工作人员基本以站为家。”

今年，陆地观测卫星数据全国接收站网建设项目通过国家验收，该站网项目由中国科学院遥感与数字地球研究所（以下简称遥感地球所）承担建设任务，已经形成了密云站、喀什站、三亚站、昆明站、北极站和北京本部组成的我国对地观测卫星与空间科学卫星数据接收站网。

遥感地球所副所长刘建波在接受《中国科学报》记者采访时表示：

“通过陆地观测卫星数据全国接收站网，我国直接接收卫星数据的范围覆盖了全部国土和亚洲 70%的区域，这是一座繁忙而又特殊的‘传达室’。”

发展新的晶体光学各向异性表征方法

国家纳米中心隗

本报讯 近日，国家纳米科学中心戴庆团队和美国石溪大学教授刘梦昆等合作，利用近场光学技术克服了范德华晶体有限尺寸导致的表征困难，成功测量了氮化硼及二硫化钼的介电张量，发展了新的晶体光学各向异性表征方法。相关研究成果在线发表于《自然—通讯》，其表征方法已申请发明专利。该研究得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划等项目的资助。

石墨烯、氮化硼、过渡金属硫族化合物等新型二维材料都属于范德华晶体，各自具有优良的力学、电学、光学性质，是构筑功能可控范德华异质结的基本单元，也是组成下一代高性能光电器件的基础材料。范德华晶体具有层状结构，在层内由较强的共价键相互作用结合，在层间由较弱的范德华力结合。这一层状结构决定了范德华晶体的各种物理性质具有天然的各向异性，其中光学各向异性对于新型光电器件的设计和优化至关重要。受制于目前制备高质量范德华单晶尺寸问题，传统的基于远场光束反射的光学各向异性表征方法（如端面反射法、椭偏法）均难以准确测量范德华微晶体的光学各向异性。

戴庆团队首先通过理论论证了在各向异性范德华纳米片中存在寻常（TE）及非寻常波导（TM）模式，且这两种模式的面内波矢分别与范德华晶体的面内及面外介电常数相关；随后，利用散射型扫描近场光学显微镜（s-SNOM）在范德华纳米片中激发 TE、TM 波导模式，并对其进行实空间近场光学成像；最后，通过对实空间近场光学图像的傅里叶分析，求得所测范德华晶体的光学各向异性。以上方法克服了传统表征手段对样品尺寸的限制，能够对单轴及双轴范德华晶体材料的光学各向异性进行精准地表征。通过对基底材料的优化设计，该方法同样适用于少层甚至单层范德华晶体光学各向异性的直接表征。 （高雅丽）

本报讯 依托中科院青岛能源所建设的青岛储能产业技术研究院（以下简称青岛储能院）通过一步原位合成的方式，得到了一款新型有机硼酸镁基电解液，有效地提升了镁 / 硫电池的循环性能和倍率性能，有望将低成本高能量密度的镁 / 硫电池体系推向实用化，相关研究结果已于近日发表在《能源和环境科学》（

）上。近年来，可充镁电池的发展一直受限于高性能电解液

的缺乏，开发能兼容高电压嵌入型正极材料和高容量转化型正极材料的电解液体系一直是科研人员们研发的焦点和难点。青岛储能院在高电压和高比容量可充镁电池研究方向上作了大量的探索性研究。

在高电压可充镁电池研究方面，考虑到传统含氯的镁电解液会腐蚀集流体，青岛储能院开发了一款耐腐蚀的裂解石墨膜集流体，利用该集流体构建了具有优异低温性能的镁杂化电池体系，在零下 40 摄氏度极端工况下仍能正常工作，该电池体系将在超低温特种电源方面有巨大的应用前景。

在高比容量可充镁电池研究方面，青岛储能院提出了硼基大阴离子镁盐的设计理念，并以此为指导合成了具有高离子电导率、非亲核性、宽电化学窗口等优异性能的电解液体系，构建了高能量密度镁—硫、镁—硒电池体系。为了进一步拓宽电解液体系的电化学窗口，研究人员又采取强阴离子受体的设计原则合成了一款可以耐受 4.2 V 高电压的镁电池电解液。

另外，在镁电池的电化学机理研究方面，青岛储能院通过理论计算与实验手段相结合的方式，分析了充放电过程中转换型正极材料形成能的变化和晶体结构的演变，为深入理解转换型正极材料中镁离子的具体反应路径与快速动力学转化机制奠定了良好基础。 （沈春蕾孔凤茹）

合成得到一款新型有机硼酸镁基电解液

青岛储能院隗

降低数据丢失概率，增加可靠的备份手段及时作出响应。

黄鹏指出：“我们自主研发的运行管理系统、数据接收系统、数据传输系统、数据处理系统、数据管理系统、数据检索与技术服务系统协同运行，实现覆盖全国疆土的数据接收、处理和共享分发服务能力，满足国家遥感卫星数据接收任务的需要。”

在数据传输方面，密云、喀什、三亚接收站 至 北 京 总 部 之 间 建 有 10000Mbps 或622Mbps 带宽的高速数据传输专用链路，瑞典基律纳北极站至北京总部之间的数据传输网络带宽为 450Mbps，“强大的数据传输能力保证了卫星数据传输的时效性。”黄鹏说。

正是有了这些自动化技术支撑的调度系统，地面站在卫星数量增加 20 多倍的情况下，仍然维持人员数量不变，并顺利完成卫星数据接收和传输任务。其中，新建的昆明站和北极站平时处于自动运行无人值守的状态。

黄鹏指出：“我们的综合运行管理系统可以管理规划极轨对地观测卫星、静止对地观测卫星、空间科学卫星等 20 颗以上国内外卫星任务。地面站的所有系统都以高度的自动化进行协同运行，从数据接收计划的获取、接收任务及资源的规划、数据接收、数据记录、数据处理，直至将数据产品交付用户，全部过程均为自动化执行。”

今年 8 月 8 日 21 时，四川省阿坝州九寨沟县发生 7.0 级地震，震源深度 20 公里。9 日中午 12 时，遥感地球所完成了法国 SPOT-6卫星、美国 LANDSAT-8 卫星四川九寨沟震区历史数据产品生产处理，并在所官网通过网络共享发布了首批震区震前卫星数据，并接收了震后的大量国产卫星数据。

中国遥感卫星地面站运行 31 年来，所接收的卫星数据主要应用于我国科研、灾害监测、环境监测、国土资源、城市规划等专业领域，在保障国家重大任务需求、业务化应用等方面取得了突出成果，真正发挥了国家对地观测领域核心基础设施的作用。

在服务重大自然灾害遥感监测方面，从1987 年大兴安岭火灾，到 1998 年长江特大洪水灾害，再到 2008 年汶川地震、2010 年玉树地震、2013 年芦山地震等历次重大自然灾害中，

中国遥感卫星地面站均第一时间响应，为国家决策提供了强有力的数据保障与信息支持。

同时，作为国际资源卫星地面站网的重要成员，中国遥感卫星地面站还在澳大利亚林火、巴基斯坦洪水、日本地震等国际重大自然灾害中及时提供了大量珍贵卫星数据，其中澳大利亚林火监测工作产生了很好的社会反响和国际影响，向世界展示了我国和平利用空间技术的形象。

当前，围绕开展“一带一路”沿线资源环境格局与发展潜力等相关研究，遥感地球所正在为“一带一路”提供宏观、前期战略咨询，为“一带一路”沿线国家提供空间信息、环境现状信息支持。刘建波透露：“未来，我们将加强与‘一带一路’沿线国家建设遥感卫星地面站方面的合作，服务国家发展战略，服务沿线国家需求。”

从服务社会到走出国门

淤 遥 感 地 球所副所长刘建波

（右二）参加北极站落成仪式。

于 密 云 站 工作人员维修设备。

盂 三 亚 站 工程师进行电机清理工作。

榆 喀 什 站 在执行暗物质卫星首轨任务时严阵以待。

淤 于

盂 榆

南极巡天望远镜工作人员正在调试南极巡

天望远镜。