科技之神

第54章 天生會撿漏

面對院長下意識的提問,顧玩笑了。

為什么要做可以便捷重置出兩套初始諧頻的原子噴泉?

他很樂意回答這個惠而不費又能裝逼的問題:

“因為這型銫原子鐘,在首次投入商用的時候,就是要分兩類用途的。一批會放在地面宇航中心,比如休斯頓的NASA總部,另一批是跟著GPS衛星發射到環繞軌道上的。

根據最簡單的愛因斯坦狹義相對論,物體運動的速度越快,就會導致其時間流逝變慢。GPS衛星的軌道在離地19000公里,所以環繞速度遠低于第一宇宙速度,只有大約3.9公里每秒。

而地面中低緯度,比如大洋國得州的休斯頓,地球自轉線速度還不到400米每秒。(赤道上能超過460米,因為那里地球旋轉半徑最大)

GPS衛星環繞速度跟地面宇航中心跟著地球自轉線速度的速度差,有3.5公里美妙左右,相當于十萬分之1.17的光速。

所以,我們粗略估算,GPS衛星上的時間流逝,每天大致要比地面宇航中心慢一百多微秒。

當然,這個結果只算了狹義相對論中的速度對時間的影響,還沒算廣義相對論下引力對時間的扭曲。這個計算過程就復雜一些,您可以看我材料上寫的。

最終結論,應該是引力時間扭曲比速度時間扭曲略大一些,能抵消掉大部分,但還是有微秒每天的誤差累積量。

所以,如果不在原子鐘的原子噴泉層面、就對天地兩種噴泉的預設諧頻進行差異微調,那么后續就要用更多麻煩的方法、增設外部機構,進行后段通訊校準了。

根據我的計算,如果地面靜態銫原子鐘使用了次的標準諧頻。那對于衛星上那些原子鐘,該把噴泉諧頻降速到萬次左右,大致就能天然解決這個問題。”

(注:上面那個計算,用到廣義相對論下的固有時引力場度規關系方程,但是網站打字不支持顯示那么復雜的公式,打不出來。有興趣的可以自己去查相關物理學專著。

其實我本來打算撿起大學物理課本自己算一遍的,后來發現畢業十幾年了,做題能力下降嚴重,太浪費時間,就網上找了個數據。硬核書友別抬杠,原理肯定是對的,只是計算過程我沒自己算。)

顧玩這番答案剛說完,丁院長就有一股“這么簡單的道理,為什么別人沒想到”的懊悔感。

就像是那些領導在自己的球隊因為低級失誤惜敗后,忍不住想拍斷大腿時那種懊悔。

愛因斯坦的相對論,丁院長當然是熟得不能再熟了,屬于睡著了都能解出來的那種熟。對丁院長而言,那就是托兒所嬰童的水平。

但是,把這么簡單的道理,跟原子態控制、航天的工程應用,瞬間想到結合起來,那就不容易了。

這就從托兒所嬰童上升到了小學三年級數學應用題的水平了。

丁院長大致知道顧玩算得沒錯,但他也不懂航天衛星工程,也不懂GPS、原子鐘精度,所以隨口問了一句:

“這個誤差量,有多重要?”

顧玩想了想,決定用最通俗的方式解釋:“這么說吧,把銣原子鐘升級到銫原子鐘,所提升的精度,都不到每天30微秒呢。所以,如果無視導航衛星的相對論時間誤差,那就相當于把升級了一代原子鐘所提升的精度,都白白浪費了,甚至更多。

具體到測距精度上,至少每天能累計幾公里的定位誤差吧。要是用了那種沒有考慮相對論時間流逝速度誤差的導航衛星,你人在玄武湖邊學校里,定位結果說不定就判定你在夫子廟。”

這就很形象了,直接把在金都呆了十幾年的丁院長都給逗樂了。

人在玄武湖,定位定到夫子廟,那破衛星肯定是不能用的啊。

任何微小的物理量誤差,一旦乘上了“光速”之后,都會放大夸張到不容忽視。

丁院長嘆息了一聲,最后確認道:“那你怎么保證東海大學的人,真沒想到這一點呢?那么重大的事兒,沒想到,合適么?”

顧玩覺得合適。

因為歷史上,地球上的美國人,第一次發射GPS測試星的時候,也沒想到。

原子鐘的研究部門,和導航衛星的研究部門之間,缺乏全局聯動的溝通。

任何看似容易的事情,在全人類第一次做的時候,都是會有很多跨圈的簡單耦合,想不到的。

這是地球上真實發生過的歷史。

當然了,后來這個問題倒也沒造成多嚴重的后果,因為美國人發現后,后面的量產衛星就調整了,還加入了經常對時間的機制,無非復雜一點。

但是,顧玩既然能夠重來一遍,這就是他撿漏的機會,把事情做得更簡潔。

只是,這里面的“歷史知識”部分,顧玩不能直接拿來跟定院長說。

他只能曲線迂回地烘托:“我知道,袁熊至今還沒想到這一點,因為他的研發還沒做到這一步。而且,他只關心原子鐘,不關心GPS這個整體系統工程的耦合。

就算有問題,他肯定也覺得這該是明年2月份交付之后再去見招拆招的。而且,我說過,袁熊的可行性報告和立項文件,其實都是在我影響下誘導的。我知道他沒想到啥。”

明年2月份,是銫原子鐘交付國際合作、與衛星進行最后發射前耦合的Deadline。

而GPS二號測試星,要明年暑期檔才會正式發射呢。那個時間點是改不了的,世界各國都看著呢。

聽到這兒,丁院長都不禁深深地吸了一口氣。

顧玩的深思熟慮程度,讓他不得不承認:這小子有兩把刷子。

你說他每一門課研究多深入吧,也不見得。

但就是跨圈聯想、高屋建瓴的眼光賊好。

這是老天爺賞飯吃,羨慕不來的。

丁院長由衷感慨:“顧同學,我不會看錯人的。你將來,不一定能有多大的一線科研專精成果,但是整合科研資源、協調系統科研工程的能力,不會差的。假以時日,說不定能成為多恩伯格或者馮布勞恩吧,后生可畏啊。”

“那您是同一利用本校的實驗室資源,做‘原子噴泉’這個子項的研發了?”顧玩等的就是這一刻。

丁院長:“原則上,可以拿去會上討論。不過那樣的話,能申請下來公費,研究成果可就屬于學校了。看你這架勢,是想引入社會資本、委托研發?”

如果走國家經費的科研,那流程肯定很復雜。

但是,如果拉到資金來源,由投資人按市場價租用學校的儀器設備、給科研人員發研究津貼(其實就是第二份工資,和獎金),并且在合同里明確好的話。

那么,流程就要簡單很多,將來成果的商業價值歸屬也會很清晰。

顧玩感激地說:“我有辦法找到錢,甚至,可以直接想辦法,從東海大學已經拿到的項目里,摳一部分預算下來——因為東海大學那邊,不用做‘原子噴泉’這個子項之后,本來就不應該用得掉2000萬美元的預算了,他們的工作量也減少了。

不過,這個可能需要我們先占住技術論證的高點,比如論證他們目前的做法、技術路線,做出來的原子噴泉可能沒法達到最優效果,這樣才好給主管部門的科委以及資方一個交代。”

丁院長搖搖頭:“事情不可能有你想的那么簡單,而且那樣的話,說到底還是風投基金賺了全部,左手倒右手,還不如讓國家賺呢。

不過,技術論證的前奏,我會安排下去。你相關的論文,該公開的公開,該發表的發表,比如那個計算GPS衛星運動、引力帶來的時差校準問題,就發表在我們的《東方物理學報》上吧,這些想法沒什么知識產權可言,公布出來之后,無非是科研競賽,看誰能說服投資人唄。”

《東方物理學報》是中科院和中央科大合辦的一個期刊,大致對標地球上的《中國物理學報》。

不過因為藍洞星上的中央科大比地球上的南大要強不少,所以《東方物理學報》也算是國內第一的物理學期刊了,SCI的影響因子大約有5以上,在國內已經非常頂級了。

國內如今影響因子過10的科學期刊不是沒有,但那些往往門類更加細分,專攻于某一個細分方向。

而一級學科期刊,被短板拖后腿平均,能有5的影響因子,絕對算牛逼了。

顧玩的想法被公布之后,東海大學當然能抄。

但顧玩不怕抄,因為對方臨時論證的話,時間上可能來不及。

更重要的是,丁院長提醒了他:就算時間來得及,但只要投資方有信心相信他來不及,那投資方也有借口撤掉一個子項、強行撮合,要求東海大學方面交出這一個細分子項,然后給中央科大這邊做,最后雙方聯合研發、各自分包。

就跟開發商把工程總包出去之后,施工到一半,發現承包商沒這個實力一家獨吞干完,所以二三四五六包層層轉包,一個道理。

只不過,私下轉包是違法的,但是通過資方開會、甚至資方都覺得應該轉包,流程手續完備,那就完全沒問題。

“那我這就去準備論文……來得及發表在國慶之后那一刊上嗎?”

“我幫你打招呼加塞,還有什么來不及的?”丁院長說這句話的時候,不禁有一分虎威。

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