小小书屋>都市现代>科技之神>第10章 去尼玛的微创新

“碱金属族元素谐振计时技术”这个名字听起来有点高大上,许多理科基础不好的看官或许会被吓住。

但如果说这玩意儿的另一个通俗名称“原子钟”,基本上初中生都略有耳闻。

前面一个名字,只不过把技术路线特性都摆明在题面上了:原子钟一般是利用元素最外层电子受激跃迁到高能电子层后、自然回落到低能层的自然共振周期,来实现精确计时的。

为了达到这一目的,选用的原子一般都是天然状态下、最外层只有一个电子的元素,也就是高一化学课就教过的“碱金属族元素”,氢锂钠钾铷铯钫。

理论上电子层数越多、最外层电子越活泼的元素,谐振频率越快,制成原子钟之后精度自然也就越高。所以氢原子钟一般是同族当中精度最低的,但胜在便宜。

而到了最高的铯原子时,自然定义“最外层那个电子跃迁次的时间,为1秒”,可见精度有多高。(钫是强放射性元素,半衰期只有22分钟,基本不会用。所以到铯为止)

看到这儿,有些地球读者就会诧异了:地球人为了阿波罗登月,60年代就造出氢原子钟了,铷/铯那些也都在七八十年代陆续弄出来。蓝洞星在这个领域的水平怎么这么辣鸡?

说到底还是蓝洞星航天发展缓慢,都靠商业卫星推动,所以70年代后期才有氢原子钟。后续商业卫星对精度要求提升不大,也就靠修修补补提升精度,没打算花大钱继续搞代际颠复式创新。

东海大学的物理化学系,也算是国内比较顶尖的了。是至今为止国内少数几所、仍然把推进这个技术路线摆在科研议程里的大学。

只不过,从五六年前开始,反正国家也不拨足够的预算,也没风投和企业家给钱换成果,那就烂尾摆着呗。

这就是周轩接触这些领域时,面对的现状。

……

所以,基于对业界需求现状的认知,周轩听表弟提到gps时,第一反应是这样的:

“gps?这项目当然有所耳闻,不就是那个国际合作的全球定位系统么,主导方是大洋国。不过这玩意儿对原子钟的精度要求,会比原先其他项目高很多么?但是这么高大上的项目,我们这种小基金能投的技术,又能有多少介入度?”

地球上的gps计划是美国一家自己搞的,因为那玩意儿94年初步完工,倒推回去算算日子,正好是李根总统任期内、搞“星球大战计划”时立的项。

但蓝洞星上的gps就是全球合作的典范了,因为蓝洞星没有发生过冷战,也没有浓烈的军事对抗范围,大洋国也想找一些冤大头分摊一下费用——这个模式,倒是很像地球上2000年前后的国际空间站。那个项目就是ussr解体后,90年代貌似全球大同的氛围下立项的。

东方国在gps项目里投资占比是5,将来可以换取共享定位系统的商业数据使用权,其他国家也都各自投了几个百分点。而大洋国一家投了60,但他们可以独占军事数据使用权,大致就是这么个合作模式。

不过事实上,东方国还是比较有追求的,暗地里还有一个暂时停留在纸面上的“南十字星导航系统”计划。目前肯跟大洋国虚与委蛇合作,也是因为自己还穷、技术也落后,暂时先跟在后面积攒一些经验、共享一些技术资料。

当然这些都是绝对保密的,周轩和顾玩都不知道“南十字星计划”的存在。

面对表哥的技术质疑,顾玩的回答也很干脆:“合抱之木,起于毫末。别因为项目本身太高大上就畏惧、不敢去了解。任何一个伟大的项目,都是可以一级一级拆解成很多小目标的,这就是小科研团队、小科技资本可以操作的空间。

具体到gps上,原子钟的精度一旦提升,可以让整个系统的核心指标有极大的提升——确切的说,是计时器精度提高几倍,定位精度就能提高几倍。”

对于一个卫星定位系统来说,最核心的竞争力当然就是定位精度了。

所以一听说新原子钟居然能提升定位精度,周轩立刻就是眼神里闪过一丝贪婪的光芒。

“这个原理上是怎么实现的?计时精度怎么就能转换成定位精度呢?还有你是怎么想到这些的?”周轩搓着手,忍不住追问。

同时他对表弟的能力也有些怀疑。

“你别忘了,我可是选送过国家物理奥赛队的。有些时候,基础好,善于联想,就能融会贯通。”顾玩不得不先解释一下自己的知识来源,让表哥别怀疑他被外星人附体了,然后才开始解释技术原理,

“至于原理,其实很简单——gps是根据三星测距法提供某个地面信号源的坐标定位的。所以说,‘测量某颗卫星与地面信源之间的距离’这一步的精度,就决定了定位的精度。

那么,gps又是如何测定卫星与地面信源距离的呢?其实就是靠电磁波通讯时间乘以光速,就等于往返距离——当然具体到工程上,还要考虑大气层的介电常数和相对磁导率,e*μ)^0.5公式,因为这不是全程在真空中传播。

在其他传统科研领域和航天遥感领域,几十万年慢一秒的原子钟,和300万年慢一秒的原子钟,其实没什么差别。但是在光速测距问题上,误差就被放到极大了,因为光速太快,一秒大约30万公里,所以误差1毫秒也有300公里,1微妙300米。

一部几十万年才慢1秒的氢原子钟,在太空上无校准使用几个月甚至一


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