▲“夸父一號(hào)”衛(wèi)星示意圖 圖源:中國科學(xué)報(bào)其打破多項(xiàng)國際紀(jì)錄:首顆以“一磁兩爆”(即“太陽磁場(chǎng)”和太陽上兩類最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象“耀斑”和“日冕物質(zhì)拋射”)作為探測(cè)目標(biāo)并配置相應(yīng)載荷的衛(wèi)星;首次在一顆近地衛(wèi)星平臺(tái)上,對(duì)全日面矢量磁場(chǎng)、太陽耀斑非熱輻射成像等現(xiàn)象同時(shí)進(jìn)行觀測(cè);首次在萊曼阿爾法譜線波段(一種來自氫原子的紫外線,它是太陽表面和日冕上觀測(cè)到的最強(qiáng)的紫外譜線)實(shí)現(xiàn)全日面和近日冕無縫同時(shí)成像觀測(cè)。[1]今年1月,在兩院院士(中國科學(xué)院院士、中國工程院院士)投票評(píng)選的2022年度中國十大科技進(jìn)展新聞中,“‘夸父一號(hào)’發(fā)射成功并發(fā)布首批科學(xué)圖像”入選。其標(biāo)志著中國天基太陽探測(cè)衛(wèi)星,實(shí)現(xiàn)跨越式突破,也意味著中國開啟了綜合觀測(cè)太陽的新時(shí)代。鮮為人知的是,其背后的關(guān)鍵科技力量之一,來自西安。
西安科技有多強(qiáng)?單以“夸父一號(hào)”來說,其生命線的測(cè)控系統(tǒng),便由西安衛(wèi)星測(cè)控中心出品。而衛(wèi)星搭載的三大探測(cè)設(shè)備——全日面矢量磁像儀、萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡、太陽硬X涉嫌成像儀的研制過程中,均有中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所(以下簡(jiǎn)稱:西安光機(jī)所)的身影。同時(shí)參與3臺(tái)設(shè)備的研制,放眼全國,獨(dú)此一家。值得一提的是,全日面矢量磁像儀的工程總體單位,是西安光機(jī)所。
▲西安光機(jī)所信息大道園區(qū)鳥瞰。 圖源:西安光機(jī)所“夸父一號(hào)”的技術(shù)挑戰(zhàn)有多大?作為國內(nèi)基礎(chǔ)光學(xué)、空間光學(xué)、光電工程領(lǐng)域國內(nèi)最頂尖的研究所之一,西安光機(jī)所以往研制的深空探測(cè)成像設(shè)備,小的不過500克,而此次系統(tǒng)功能復(fù)雜、集成度高,經(jīng)過輕量化設(shè)計(jì)后重量仍在100千克以上,零部件數(shù)量和集成難度都翻了幾番。可以說,這樣的“超綱”考題,非尋常單位可以拿下。整個(gè)項(xiàng)目2017年立項(xiàng),由西安光機(jī)所的月球與深空探測(cè)技術(shù)研究室牽頭,五年時(shí)間接連攻克系統(tǒng)設(shè)計(jì)、光機(jī)電加工、總裝集成方面多項(xiàng)難題。[2]某種程度上,西安光機(jī)所可謂“啃硬骨頭”的“老將”了。2007年10月,其研制的CCD立體相機(jī)和干涉成像光譜儀,隨“嫦娥一號(hào)”發(fā)射升空,拍下中國首次月球探測(cè)工程的第一幅月面畫像。次年8月,其研制的“超光譜成像儀”伴隨中國首顆環(huán)境衛(wèi)星升空。9月,其研發(fā)的箭載攝像機(jī)、艙內(nèi)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)等,又隨“神七”飛船升空,拍下中國航天員首次出艙的畫面……2015年至今,僅西安光機(jī)所,已參與“嫦娥五號(hào)”月球探測(cè)器、“天問一號(hào)”火星探測(cè)器、“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器等10余項(xiàng)大國工程。[3]
▲空間站燃燒科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜甲烷燃燒圖像(左)與地面同種工況甲烷燃燒圖像(右)圖源:中國科學(xué)院工程熱物理研究所清華大學(xué)燃燒能源中心3月初,中國空間站的燃燒科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜首次點(diǎn)火測(cè)試,被高速相機(jī)完美拍攝到“一把火”生命全程,這為識(shí)別相關(guān)物質(zhì)的燃燒特性提供了數(shù)據(jù)支撐。該相機(jī)的出品方,又雙叒叕是西安光機(jī)所。

有文章梳理過西安的硬科技,“殺手锏”就是航空航天、國防科技。類似于西安光機(jī)所這樣的“優(yōu)等生”,西安有數(shù)十個(gè)。西安集聚了中國航天三分之一、航空四分之一的科研單位和生產(chǎn)力量,是中國航天航空動(dòng)力之鄉(xiāng)、中國兵器工業(yè)重鎮(zhèn)。
▲圖源:西安航天基地西安生產(chǎn)了諸多空中國之重器,如轟-6、飛豹、空警-2000,運(yùn)-20以及長(zhǎng)征系列所有運(yùn)載火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)等。它還是全國唯一擁有完整衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈的地區(qū)。毫不夸張地說:中國航空航天的發(fā)展,有相當(dāng)大一部分助力,來自西安科研人員的貢獻(xiàn)。歷史上,中國“三線建設(shè)”時(shí)期的航天液體動(dòng)力研制基地,國內(nèi)較早的遠(yuǎn)程火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)、載人航天發(fā)動(dòng)機(jī)、大推力無毒無污染綠色環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)……這些重要的基地或技術(shù),都有西安的印記。還有,2017年,我國自主研發(fā)的首艘貨運(yùn)飛船“天舟一號(hào)”發(fā)射。其應(yīng)答機(jī)天線網(wǎng)絡(luò)由航天五院西安分院研制,將其成功送入軌道的“長(zhǎng)征七號(hào)”的“大腦”——箭載計(jì)算機(jī)由航天九院771所研制。航天四院則為“天舟一號(hào)”量身定做了全套結(jié)構(gòu)密封系統(tǒng),為其奔赴“天宮二號(hào)”之約全程提供安全保障。2019年1月,嫦娥四號(hào)實(shí)現(xiàn)了人類探測(cè)器首次在月背登陸。其火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、空間推進(jìn)系統(tǒng)均來自于航天六院;作為“眼睛”的落月雷達(dá),則由航天五院西安分院研發(fā)……[4]而在航空航天領(lǐng)域外,西安的“大國重器”也頻頻亮相。我國第一款真正的具有自主產(chǎn)權(quán)的大型客機(jī)C919,其機(jī)體結(jié)構(gòu)的制造,50%任務(wù)量在于西飛集團(tuán)。
▲圖源:智慧西飛唯一六次參加閱兵的重型軍車生產(chǎn)企業(yè),陜汽制造的軍車,已占部隊(duì)現(xiàn)役同類車輛裝備95%以上。國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃,俗稱“人造太陽”。該計(jì)劃中,西部超導(dǎo)代表中國,完成占總量69%NbTi超導(dǎo)線材和7.5%Nb3Sn超導(dǎo)線材的供貨任務(wù)。其發(fā)明了上述材料的整套關(guān)鍵技術(shù),填補(bǔ)了我國高性能低溫超導(dǎo)線材批量化制備技術(shù)的空白。[5]2019年,世界首條±1100千伏特高壓直流輸電工程投入運(yùn)行,其關(guān)鍵設(shè)備便出自西電集團(tuán)。作為中國唯一一家以完整戍邊配電產(chǎn)業(yè)為主業(yè)的央企,其研發(fā)的大容量發(fā)電機(jī)斷路器、換流變壓器等,以及擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的特高壓交直流輸變電技術(shù),均達(dá)到世界領(lǐng)先甚至“世界唯一”水平。
這些扎根西安的央企、國企頻頻發(fā)力的同時(shí),更令人振奮的是:近幾年,隨著西安打造“硬科技之都”,西安的民企力量也逐漸“硬核”。航空航天有國家隊(duì)支撐暫且不論,且看西安六大支柱產(chǎn)業(yè)的其他“五柱”,民企貢獻(xiàn)亮點(diǎn)紛呈。食品和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)方面:新通藥物承擔(dān)的國家重大新藥創(chuàng)新靶向乙肝新藥甲磺酸帕拉德福韋,是世界首個(gè)新結(jié)構(gòu)、新機(jī)理的乙肝創(chuàng)新藥。位于西安經(jīng)開區(qū)的西安大醫(yī)集團(tuán),則是亞洲第一、世界第二的伽瑪?shù)懂a(chǎn)品制造商和服務(wù)提供商,技術(shù)同樣位居世界第一檔。
西安眼得樂研發(fā)的全新一代可折疊人工晶狀體,可用于白內(nèi)障手術(shù)復(fù)明,解決了我國高端人工晶狀體依賴進(jìn)口的“卡脖子”難題。汽車產(chǎn)業(yè)方面:2021年4月,比亞迪推出的全球首創(chuàng)的“刀片電池”項(xiàng)目在西安開工。
▲圖源:西安高新陜西同力重工研發(fā)生產(chǎn)出世界首臺(tái)非公路寬體礦用車,如今其非公路寬體自卸車已遠(yuǎn)銷30多個(gè)國家。新材料新能源方面:隆基綠能則破解世界難題,實(shí)現(xiàn)了單晶硅的金剛線切割技術(shù),又創(chuàng)造了26.81%的硅太陽能電池世界紀(jì)錄,已成全球光伏的龍頭企業(yè)。
榮民集團(tuán)的天眾高性能航空新材料項(xiàng)目建成后,將形成我國首套鋁鋰合金板帶材生產(chǎn)鏈,填補(bǔ)我國高端航空板帶材市場(chǎng)空白,打破國際壟斷。電子信息方面:全球兩個(gè)無線局域網(wǎng)架構(gòu)中,迄今唯一未被證明有安全缺陷的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——虎符TePA-WAPI技術(shù),便是由西電捷通公司研制。弈斯偉研發(fā)生產(chǎn)的12英寸晶圓,破解了國內(nèi)該尺寸晶圓依賴進(jìn)口的尷尬局面,其產(chǎn)能已是中國第一。位于高新區(qū)的西安智多晶,研發(fā)出國內(nèi)首款擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“可編程集成電路”,并擁有國內(nèi)唯一能夠量產(chǎn)162nm CPLD(一種用戶根據(jù)各自需要自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路)的生產(chǎn)線。高端裝備方面:西安賽隆研發(fā)出世界首款搭載間熱式電子槍的電子束3D打印設(shè)備,突破了功率、精度、陰極壽命與成本之間的矛盾,能同時(shí)滿足多個(gè)領(lǐng)域復(fù)雜零件的高精度、低成本、批量化制造的需求。
▲圖源:西安經(jīng)開三角防務(wù)研發(fā)出世界最大的400MN等溫模鍛液壓機(jī),能夠?yàn)槲覈乱淮鷳?zhàn)斗機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、直升機(jī)等,生產(chǎn)各種大中型特種合金鍛件。歸結(jié)一句話:齊頭并進(jìn),全面開花。類似案例太多,篇幅有限不勝枚舉。前不久,科技部火炬中心發(fā)布《關(guān)于公布2022年度全國技術(shù)合同交易數(shù)據(jù)的通知》,西安以2881.30億元的輸出技術(shù)交易額位居全國第三,僅次于北京和上海。
▲圖源:西安高新要“絕活”有“絕活”,要數(shù)據(jù)有數(shù)據(jù),要底蘊(yùn)有底蘊(yùn),當(dāng)前,西安正在推進(jìn)建設(shè)綜合性科學(xué)中心和具有全國影響力的科技創(chuàng)新中心,西安科技的前景可用四個(gè)字概括:不可限量。這樣的“硬科技之都”,你愛了嗎? 來源 :網(wǎng)觀西安

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