量子卫星在轨测试良好 天地一体化实验室已具雏形

　　“到今天为止，‘墨子号’的在轨测试都在按计划进行，卫星平台和有效载荷的测试已完成，天地链路测试正在进行中，在前期双向跟瞄和各种参数调整基础上，天地一体化实验室已具备雏形。”量子卫星工程科学应用系统总师、卫星系统副总师彭承志在12日举行的量子科学实验卫星成果新闻发布会上表示。

　　记者从发布会上获悉，全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”自今年8月16日升空后，正在进行为期约3个月的在轨测试。目前状态良好，通过最后的性能测量和优化，预计11月中旬完成全部在轨测试工作，随后卫星将交付使用，正式开始科学实验。

　　首次完成双站跟瞄测试 实现“双枪”对“麦芒”

　　据介绍，“墨子号”在轨测试期间，完成了与兴隆站、德令哈站、南山站单站跟瞄测试，建立了天地链路；完成南山与德令哈双站跟瞄测试，建立了双边纠缠光链路；完成与阿里站的跟瞄测试，建立了隐形传态光链路。

　　“三种不同链路的打通，为量子卫星的三大科学任务打下了基础。目前我们正在进行参数调整和优化，接下来的测试中将寻找最佳工作点和积累有效数据。”量子卫星工程首席科学家潘建伟院士说。

　　“单站跟瞄测试，相当于在万米的高空，把一枚硬币精准地投入地面上一个旋转的储蓄罐中，相当于针尖对麦芒，难度非常大。”量子卫星工程常务副总师兼卫星系统总指挥王建宇表示。更令他感到自豪的是9月1日完成的双站跟瞄测试，这也是国际上首次实现在一颗卫星上，用双光子同时对准两个地面站进行跟瞄测试。

　　潘建伟补充解释道，双站跟瞄测试成功相当于卫星在500公里高度的轨道上，同时往地面上相距1000多公里的两个观测站开枪，而且两边都能打准。“卫星上发下来的光子每秒2000万对，要保证地面接收到的信号时序不出错，对精度要求非常高。”

　　卫星目前状态良好 部分指标参数优于设计

　　测试显示，卫星平台方面，电池组状态正常，太阳能帆板供电正常；遥控成功率100%；卫星姿控系统运行正常，性能稳定。有效载荷方面，各单机开机检查，状态均正常；载荷内部光轴匹配精度满足任务要求；完成载荷单光子探测专项测试，指标符合预期；完成对所有地面站的跟瞄，稳定性良好，跟踪精度满足要求；纠缠源工作正常，光源亮度等指标满足任务要求。

　　量子通信的光非常微弱，容易受到太阳光的干扰，因此“墨子号”设计为夜晚工作。卫星在天上的能源靠太阳提供，晚上只能靠电池供电。一旦电池耗尽，卫星就变成不能接收指令的“铁疙瘩”，能源平衡是“墨子号”设计的第一需求。“最初的设计是每天晚上做一次实验，最多不超过两次，‘墨子号’上天后，能源系统状态很好，经过科研和工程团队协商和论证，现在每天可以做3次实验，还有更多的潜力。”彭承志表示。

　　“测试过程中，卫星的性能指标远远超出设计的底线指标，但离预想的最优指标还稍有差距，经过进一步测试优化，有望达到预想的最优值。”潘建伟评价道。他解释道，关键指标是指最后的合成参数，比如每秒天地间能传送多少数据，单位时间传送越多的有效数据越好。“以量子密钥分发为例，设计底线是每秒传送1k的数据量，目前能达到4—5k，经过进一步优化，有望达到10k。”

　　目前，量子卫星只能在晚上工作，在大雾、多云等恶劣天气情况下，工作也受影响。潘建伟表示，未来希望能在白天黑夜“全天时”、任何气候条件“全天候”的情况下，都能进行有效的星地量子通信研究，目前正在就此开展相关的地面试验。

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