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《美国太空军计划于2025年8月21日完成目前性能最高的量子惯性传感器的太空测试和实验》

  • 来源专题：集成电路与量子信息
  • 发布时间：2025-07-31

  • 7月28日，美国太空军宣布与空军快速能力办公室合作，计划于2025年8月21日在佛罗里达州的肯尼迪航天中心完成发射X-37B轨道测试飞行器（OTV-8）的第八次任务。此次任务将搭载SpaceX猎鹰9号火箭发射，这次发射的任务目标是完成激光通信和有史以来在太空测试过的性能最高的量子惯性传感器的测试和实验。这次任务还同美国空军研究实验室和美国国防创新部门共同配合完成。

    量子惯性传感技术将显著提升美国第五太空作战中队乃至整个太空部队的推进力，无论是在地月空间进行超地轨道航行，即使在GPS信号缺失的环境中也能保证行动和机动性，将显著提高太空作战韧性。

  • 原文来源：https://www.space.com/space-exploration/launches-spacecraft/us-space-forces-mysterious-x-37b-space-plane-launching-aug-21-to-test-quantum-sensor-and-laser-communications-tech
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  • 《美国国家航空航天局（NASA）计划使用首个用于重力测量的量子传感器》
    • 来源专题：计量基标准与精密测量
    • 编译者：李晓萌
    • 发布时间：2025-04-22
    • 近日，来自美国国家航空航天局（NASA）位于南加州的喷气推进实验室、私营企业以及学术机构的研究人员，正在开发首个用于测量重力的太空量子传感器。该任务由NASA地球科学与技术办公室（ESTO）提供支持，这将是量子传感领域的首次尝试，并将为从石油储备到全球淡水供应等的开创性观测铺平道路。 地球的引力场是动态的，随着地质过程在地球表面重新分配质量，每天都在变化。质量越大，引力就越大。 在日常生活中，你不会察觉到这些细微的引力变化，但科学家可以利用称为重力梯度仪的敏感工具，绘制出地球引力场的细微差别，并将其与地下特征（如含水层和矿产储量）相关联。这些引力图对于导航、资源管理和国家安全至关重要。 “我们可以利用原子来确定喜马拉雅山脉的质量，”喷气推进实验室（JPL）地球科学首席技术专家兼 JPL 量子空间创新中心主任杰森·海恩（Jason Hyon）表示。海恩及其同事在《EPJ Quantum Technology》期刊最近的一篇论文中阐述了他们提出的量子重力梯度仪探路者（QGGPf）仪器背后的概念。 重力梯度仪通过追踪一个位置的下落物体与相距较短距离的另一个下落物体的下落速度来工作。这两个自由下落的物体（也称为测试质量块）之间的加速度差异对应于引力强度的差异。在引力较强的地方，测试质量块下落得更快。 量子重力梯度仪探路者（QGGPf）将使用两团超冷铷原子云作为测试质量块。这些原子云被冷却到接近绝对零度的温度，其中的粒子表现为波。量子重力梯度仪将通过测量这些物质波之间的加速度差异来定位引力异常。 JPL的实验物理学家Sheng-wey Chiow解释说，使用超冷原子云作为测试质量块，可以确保太空重力测量在长时间内保持准确。他表示：“使用原子，我可以保证每次测量结果都相同。我们对环境影响的敏感性较低。” 以原子作为测试质量块，还可以实现在单个航天器上搭载紧凑型仪器来测量引力。量子重力梯度仪探路者（QGGPf）的体积将约为 0.3 立方码（0.25 立方米），重量仅约 275 磅（125 千克），比传统太空重力仪器更小、更轻。 量子传感器还有望提高灵敏度。据一些估计，科学级量子重力梯度仪的引力测量灵敏度可能是经典传感器的十倍。 这项技术验证任务的主要目的是测试一系列用于在原子尺度上操控光与物质相互作用的新型技术，该任务计划在本十年末发射。
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  • 《NASA将首次在太空测试“绿色燃料”》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2019-06-18
    • 据美国国家航空航天局（NASA）官网近日报道，NASA将首次在太空测试一种无毒的玫瑰色液体燃料以及推进系统，这一“绿色推进剂注入任务”（GPIM）本月将帮助美国太空探索技术公司（SpaceX）的“猎鹰重型”火箭升空，未来有望为前往月球或其他天体的航天器提供动力。 这种高性能燃料由空军研究实验室（AFRL）开发，推进剂由羟基硝酸铵与氧化剂混合而成，燃烧后会产生一种肼的替代品。肼是目前航天器常用的高毒性燃料，处理这种液体需要严格的安全预防措施——防护服、厚橡胶手套和氧气罐。GPIM旨在缩短处理过程以及准备发射所需的时间。 GPIM首席研究员克里斯托弗·麦克林解释道：“利用这种燃料和推进系统有两大好处。首先，航天器可以在制造过程中加油，因此能简化发射流程，从而节省成本。另一个好处是，新燃料比肼更稠，性能提高近50%，这意味着航天器可以使用更少的燃料工作更长时间。” 洛克达因喷气发动机公司设计、制造并对GPIM推进系统进行了广泛测试。硬件包括一个推进剂油箱和5个推进器，用于携带这种无毒燃料。 该公司业务开发总监弗雷德·威尔逊说：“我们看到整个太空产业都对使用绿色推进剂感兴趣。该技术对空间和重量都有严格限制的立方体卫星极富吸引力，因为这些立方体卫星制造商预算有限。从小型卫星到大型航天器，使用绿色推进剂可以让很多太空探索任务受益。” GPIM还将帮助改善卫星的设计和运行方式。在GPIM工作的基础上，洛克达因公司正在改进一系列其他推进系统，以利用这种高性能绿色推进剂。
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