兩個月過去了，“墨子”在天上過得怎樣？

“到今天為止，‘墨子號’的在軌測試都在按計劃進行，衛星平台和有效載荷的測試已完成，天地鏈路測試正在進行中，在前期雙向跟瞄和各種參數調整基礎上，天地一體化實驗室已具備雛形。”量子衛星工程科學應用系統總師、衛星系統副總師彭承志在12日舉行的量子科學實驗衛星成果新聞發布會上表示。

記者從發布會上獲悉，全球首顆量子科學實驗衛星“墨子號”自今年8月16日升空后，正在進行為期約3個月的在軌測試。目前狀態良好，通過最后的性能測量和優化，預計11月中旬完成全部在軌測試工作，隨后衛星將交付使用，正式開始科學實驗。

首次完成雙站跟瞄測試 實現“雙槍”對“麥芒”

據介紹，“墨子號”在軌測試期間，完成了與興隆站、德令哈站、南山站單站跟瞄測試，建立了天地鏈路﹔完成南山與德令哈雙站跟瞄測試，建立了雙邊糾纏光鏈路﹔完成與阿裡站的跟瞄測試，建立了隱形傳態光鏈路。

“三種不同鏈路的打通，為量子衛星的三大科學任務打下了基礎。目前我們正在進行參數調整和優化，接下來的測試中將尋找最佳工作點和積累有效數據。”量子衛星工程首席科學家潘建偉院士說。

“單站跟瞄測試，相當於在萬米的高空，把一枚硬幣精准地投入地面上一個旋轉的儲蓄罐中，相當於針尖對麥芒，難度非常大。”量子衛星工程常務副總師兼衛星系統總指揮王建宇表示。更令他感到自豪的是9月1日完成的雙站跟瞄測試，這也是國際上首次實現在一顆衛星上，用雙光子同時對准兩個地面站進行跟瞄測試。

潘建偉補充解釋道，雙站跟瞄測試成功相當於衛星在500公裡高度的軌道上，同時往地面上相距1000多公裡的兩個觀測站開槍，而且兩邊都能打准。“衛星上發下來的光子每秒2000萬對，要保証地面接收到的信號時序不出錯，對精度要求非常高。”

衛星目前狀態良好 部分指標參數優於設計

測試顯示，衛星平台方面，電池組狀態正常，太陽能帆板供電正常﹔遙控成功率100%﹔衛星姿控系統運行正常，性能穩定。有效載荷方面，各單機開機檢查，狀態均正常﹔載荷內部光軸匹配精度滿足任務要求﹔完成載荷單光子探測專項測試，指標符合預期﹔完成對所有地面站的跟瞄，穩定性良好，跟蹤精度滿足要求﹔糾纏源工作正常，光源亮度等指標滿足任務要求。

量子通信的光非常微弱，容易受到太陽光的干擾，因此“墨子號”設計為夜晚工作。衛星在天上的能源靠太陽提供，晚上隻能靠電池供電。一旦電池耗盡，衛星就變成不能接收指令的“鐵疙瘩”，能源平衡是“墨子號”設計的第一需求。“最初的設計是每天晚上做一次實驗，最多不超過兩次，‘墨子號’上天后，能源系統狀態很好，經過科研和工程團隊協商和論証，現在每天可以做3次實驗，還有更多的潛力。”彭承志表示。

“測試過程中，衛星的性能指標遠遠超出設計的底線指標，但離預想的最優指標還稍有差距，經過進一步測試優化，有望達到預想的最優值。”潘建偉評價道。他解釋道，關鍵指標是指最后的合成參數，比如每秒天地間能傳送多少數據，單位時間傳送越多的有效數據越好。“以量子密鑰分發為例，設計底線是每秒傳送1k的數據量，目前能達到4—5k，經過進一步優化，有望達到10k。”

目前，量子衛星隻能在晚上工作，在大霧、多雲等惡劣天氣情況下，工作也受影響。潘建偉表示，未來希望能在白天黑夜“全天時”、任何氣候條件“全天候”的情況下，都能進行有效的星地量子通信研究，目前正在就此開展相關的地面試驗。（記者 唐婷）