حدود دو سال است که بیماری کووید-۱۹ کابوس افراد سراسر جهان شده است و این بیماری با شیوع گسترده‌اش در جهان سبب ویرانی اقتصاد بسیاری از کشورها شده است با این حال در ماه‌های گذشته با سرعت گرفتن روند واکسیناسیون، بسیاری از اقتصادها توانسته‌اند تا حدی خود را بازیابی کنند و بار دیگر به مسیر رشد بازگردند، هر چند به نظر می‌رسد همچنان تردیدهای فراوانی در مسیر بازگشت به شرایط پیش از کرونا باقی مانده است.

 کشور پهناور چین اما در میان این همه‌گیری چندان از مسیر رشد و توسعه خود خارج نشد و در سالی که گذشت پیشرفت‌های چشمگیری در حوزه علم و فناروی داشت و برنامه‌های مهمی همچون ارسال فضانوردان خود به فضا را در بحبوحه این همه‌گیری با موفقیت انجام داد. در اینجا چند کار مهم فناورانه که چین در سال ۲۰۲۱ انجام داده بررسی می‌کنیم.

سریع‌ترین وسیله نقلیه زمینی جهان

در ۲۰ ژوئیه، قطار پرسرعت "مگلو"(maglev) چین از خط مونتاژ خارج شد. این قطار که با حداکثر سرعت ۶۰۰ کیلومتر در ساعت طراحی شده است، در حال حاضر سریع‌ترین وسیله نقلیه زمینی موجود در سطح جهان است. سیستم حمل و نقل جدید مگلو که برای اولین بار در شهر چینگ‌دائو چین به نمایش گذاشته شد، توسط چین توسعه یافته است و آخرین دستاورد علمی و فناوری این کشور در زمینه حمل و نقل ریلی است.

فرود موفق بر مریخ

صبح روز ۱۵ می، یک فضاپیمای چینی با موفقیت روی سطح مریخ فرود آمد. ماموریت تیان‌ون ۱ متشکل از یک مدارگرد، یک فرودگر و یک سطح نورد، در ۲۳ ژوئیه ۲۰۲۰ از مرکز پرتاب فضایی ون‌چانگ در هاینان، پرتاب شد. کاوشگر رباتیک تیان ون۱ تاکنون در مجموع مسافتی در حدود ۴۷۵ میلیون کیلومتر را طی کرده است و قبل از ورود به مدار مریخ در ۱۰ فوریه چندین مانور مسیری را انجام داده است. تیان-ون ۱ در ماه فوریه سال گذشته میلادی به مریخ رسید و در ماه مه، سطح‌نشین حامل مریخ نورد ژورونگ روی یک ناحیه به نام "یوتوپیا پلانیتیا"(Utopia Planitia) که دشت وسیعی در نیمکره شمالی مریخ است، فرود آمد. گرچه مریخ‌نورد ژورونگ برای یک ماموریت سه ماهه طراحی شده بود اما این مریخ نورد عملکرد خوبی داشت و توانست بیش از زمان مدنظر محققان در مریخ کاوش کند که این موضوع محققان را شگفت زده کرد. در طی یک دوره چهار ماهه، این مریخ نورد توانست مسافتی در حدود بیش از ۱۰۰۰ متر از سطح مریخ را پیموده و از مناطق مختلف آن ناحیه بازدید کند. در ماه سپتامبر سال گذشته میلادی، ژرونگ توسط سازمان ملی فضایی چین(CNSA) به خواب زمستانی رفت. خورشید، فعالیت پروژه‌های جاری در سیاره سرخ را به تعویق انداخت و همه‌ی مریخ‌نوردهای موجود روی این سیاره به "حالت ایمن" وارد شدند. دلیل این کار این بود که خورشید در رویدادی به نام "مقارنه خورشیدی مریخ"(Mars solar conjunction) در حالت قرارگیری میان زمین و مریخ بود که این اتفاق، مانع از برقراری همه ارتباطات مستقیم می‌شد و ارتباط بین فضاپیما و زمین را به شدت مختل می‌کرد. در ماه اکتبر سال گذشته میلادی دوباره مریخ‌نورد چینی‌ها فعالیت خود را از سر گرفت و ۲۰۰ متر دیگر از سطح مریخ و مسیری که ممکن است زمانی خط ساحلی یک اقیانوس باستانی بوده باشد را پیمود. چندی پیش سازمان ملی فضایی چین گفت: ماموریت تیان ون ۱ نزدیک به ۵۴۰ گیگابایت داده را جمع‌آوری و ارسال کرده و در شرایط خوبی است.

پرتاب موفق ماموریت شنژو-۱۲ و شنژو-۱۳

در ۱۷ ژوئن، ماموریت شنژو-۱۲ سوار بر موشک لانگ مارچ ۲ اف از مرکز پرتاب ماهواره جیوچوان در شمال غربی چین، پرتاب شد. فضانوردان اواخر همان روز وارد تیانگونگ شدند و اولین ساکنان این ایستگاه فضایی شدند. در طول این ماموریت، فضانوردان برای نصب و تنظیم دستگاه‌های خارج از ایستگاه با استفاده از یک بازوی رباتیک بزرگ و سایر تجهیزات دو پیاده‌روی فضایی انجام دادند. آنها ماموریت ۹۲ روزه خود را به پایان رساندند و در ۱۷ سپتامبر به زمین بازگشتند. ماموریت شنژو-۱۳ در اوایل صبح روز ۱۶ اکتبر به ایستگاه فضایی تیانگونگ پرتاب شد. خدمه این ماموریت قرار است شش ماه در ایستگاه فضایی کار کنند و این طولانی‌ترین ماموریت فضایی چین است. خدمه ماموریت شنژو-۱۳ اولین پیاده روی فضایی خود را هشتم نوامبر انجام دادند و وانگ یاپینگ، ۴۱ ساله، اولین زن چینی شد که پیاده‌روی فضایی انجام داده است. خدمه این ماموریت دومین راهپیمایی فضایی را در ۲۷ دسامبر انجام دادند. چین در سال ۲۰۲۱ به موفقیت‌های بسیاری در حوزه فضایی دست یافت. برای مثال در اوایل سال گذشته میلادی چین در تلاش برای رقابت با ایستگاه فضایی بین‌المللی با موفقیت اولین بخش/ماژول اصلی ایستگاه فضایی خود را در مدار نزدیک زمین پرتاب کرد. این ماژول ۲۲ تنی بدون سرنشین "تیانه" یا "هارمونی آسمان‌ها" نام دارد. تیانه از مرکز پرتاب فضایی ون‌چانگ، چین و سوار بر موشک لانگ مارچ ۵ بی(بزرگترین موشک حامل چین) پرتاب شد. تیانه یکی از سه بخش اصلی اولین ایستگاه فضایی توسعه یافته چین است که با ایستگاه فضایی بین‌المللی رقابت می‌کند. ایستگاه فضایی چین حداقل ۱۰ سال در فضا خواهد ماند، در حالی که انتظار می‌رود ایستگاه فضایی بین‌المللی در سال ۲۰۳۰ به فعالیت خود پایان دهد. چین قصد دارد تا سال ۲۰۳۰ به قدرت اصلی فضایی تبدیل شود تا با رقبای خود از جمله ایالات متحده، روسیه و آژانس فضایی اروپا همگام شود و پیشرفته‌ترین ایستگاه فضایی را که به دور زمین می‌چرخد، ایجاد کند. از آن زمان، آنها دو پیاده‌روی فضایی انجام داده‌اند و قرار است شش ماه در ایستگاه کار کنند که این عملیات طولانی‌ترین ماموریت فضایی چین خواهد بود.

اولین درمان ترکیبی آنتی بادی تایید شده برای درمان کووید-۱۹

در هشتم دسامبر، چین استفاده از آنتی‌بادی خنثی کننده مونوکلونال که توسط Brii Biosciences برای درمان کووید-۱۹ ایجاد شده بود را تایید کرد و آن را به اولین درمان ترکیبی آنتی بادی علیه این بیماری که مورد تایید کشور چین بود، تبدیل کرد. این دارو، ترکیبی از آنتی بادی‌های amubarvimab و romlusevimab که قبلا با نام‌های BRII-۱۹۶ و BRII-۱۹۸ شناخته می‌شدند، است و به طور مشترک توسط Brii Biosciences، دانشگاه چینهوا و بیمارستان سوم مردمی شنژن (Third People's Hospital)، استان گوانگدونگ ساخته شد. سازمان غذا و دارو چین بر اساس نتایج مثبت نهایی مجوز استفاده اضطراری آن را صادر کرد. نتایج نهایی نشان داد که این درمان دارای ایمنی خوبی است و می‌تواند خطر بستری شدن و مرگ را تا ۸۰ درصد کاهش دهد. این مطالعه در سراسر جهان از جمله در ایالات متحده، برزیل، آفریقای جنوبی، مکزیک، آرژانتین و فیلیپین انجام شد.

اولین واکسن استنشاقی کووید-۱۹ در جهان

در ۱۲ نوامبر، اولین شکل استنشاقی از واکسن کووید-۱۹ در جهان، موسوم به Ad۵-nCoV، در پنجمین نمایشگاه بین‌المللی صنعت سلامت هاینان ۲۰۲۱ در شهر هایکو چین رونمایی شد. این واکسن توسط CanSino Biologics و محققان موسسه پزشکی نظامی زیر نظر آکادمی علوم نظامی ساخته شده است. واکسن مذکور از طریق دهان به دستگاه تنفسی و ریه‌ها وارد می‌شود تا ایمنی مخاطی را تحریک کند که این عمل با تزریق عضلانی ایجاد نمی‌شود.

 شناسایی ذرات با انرژی فوق العاده بالا در کهکشان راه شیری

بر اساس مطالعه‌ای که در ۱۷ مه در مجله "نیچر"(Nature) منتشر شد، گروهی از دانشمندان با استفاده از رصدخانه "LHAASO" مستقر در چین، پرانرژی‌ترین نوری را که تاکنون مشاهده شده را رصد کردند. دانشمندان می‌گویند، این نور پرانرژی از یک گروه دوازده تایی از "کانون‌های داغ" ساطع کننده پرتوی گاما آمده است که بیشترین انرژی مربوط به یک اشعه با حدود ۱.۴ کوادریلیون الکترون‌ولت انرژی است. این در حالی است که رکورد قبلی متعلق به یک پرتوی گاما زیر یک کوادریلیون الکترون ولت بود. این کشف حاکی از آن است که کهکشان راه شیری مملو از شتاب دهنده‌های ذره است که الکترون‌ها و پروتون‌ها را به سرعت بسیار بالایی می‌رساند. هنوز مشخص نیست که چه چیزی این کانون‌های داغ را تولید می‌کند، اگرچه سحابی‌ها و مهدهای ستاره‌ای نامزد احتمالی ایجاد آنها ذکر شده‌اند. این کشف همچنین ممکن است زمینه‌ساز بسیاری از اکتشافات بعدی شود. تلسکوپ "LHAASO" قرار است در سال ۲۰۲۱ تکمیل شود و انتظار می‌رود تعداد بیشتری از این منابع نور پرانرژی را پیدا کند. این کار به نوبه خود می‌تواند پاسخ‌های بیشتری در مورد نحوه ایجاد این کانون‌های داغ و سیستم‌هایی که محرک جهان هستند، فراهم کند.

 افتتاح تلسکوپ FAST

در ۳۱ مارس، تلسکوپ رادیویی کروی با دیافراگم پانصد متری(FAST) چین، بزرگ‌ترین و حساس‌ترین تلسکوپ رادیویی جهان، رسما به روی جهان افتتاح شد. تلسکوپ رادیویی کروی با دیافراگم پانصد متری در یک گودال طبیعی عمیق و کارست گرد در استان گوئیژو در جنوب غربی چین قرار دارد. چین ساخت آن را در سال ۲۰۱۱ آغاز کرد و در سال ۲۰۱۶ به پایان رسید. در ۱۱ ژانویه ۲۰۲۰ نیز به بهره برداری رسمی رسید. از زمان شروع به کار، این تلسکوپ خدمات پایدار و قابل اعتمادی را ارائه کرده است. ۳۰۰ تپ اختر شناسایی کرده است و در زمینه‌هایی مانند انفجارهای سریع رادیویی، نوعی موج رادیویی قدرتمند در آسمان، پیشرفت‌هایی به دست آورده است. تَپ‌اخترها(Pulsar) ستاره‌های نوترونی چرخانی هستند که با سرعت بسیار زیادی دوران می‌کنند و پالس‌های مداومی از انرژی تابشی به همراه خطوط میدان مغناطیسی قوی را از خود منتشر می‌کنند. برخی از تپ‌اخترها نیز پرتوهای ایکس تابش می‌کنند. 

 پیشرفت در علم کوانتوم

موسسه فیزیک وابسته به آکادمی علوم چین، در ۱۲ ژوئیه گفت نمونه اولیه یک سیستم تبرید/یخچال را ساخته است که قادر به تشخیص دمای بسیار پایین و ۰.۰۱ درجه سانتیگراد بالاتر از صفر مطلق، یعنی ۲۷۳.۱۵- درجه سانتیگراد است. بر خلاف یخچال رقیق‌سازی سنتی، نمونه اولیه این سیستم بدون استفاده از هلیوم مایع کار می‌کند. در ماه ژوئن دستگاه جدید آزمایش شد تا اطمینان حاصل شود که می‌تواند به طور مداوم برای مدت زمان طولانی و در دمای حدود -۲۷۳.۱۴ درجه سانتیگراد کار کند. این دستگاه یک مشکل بزرگ در محاسبات کوانتومی را مورد هدف قرار می‌دهد و به طور گسترده در فیزیک ماده متراکم، علم مواد، فیزیک ذرات و اکتشافات نجومی استفاده می‌شود.

خورشید مصنوعی چین

دانشمندان چینی در آزمایشی در ۲۸ می، رکورد جهانی جدیدی را در جهت دستیابی به دمای پلاسمای ۱۲۰ میلیون درجه سانتیگراد به مدت ۱۰۱ ثانیه به ثبت رساندند که گامی کلیدی در جهت اجرای آزمایشی یک راکتور همجوشی بود. این پیشرفت توسط "گونگ شیانزو"(Gong Xianzu)، محقق موسسه فیزیک پلاسما آکادمی علوم چین(ASIPP) که مسئول آزمایش انجام شده در هیفی، مرکز استان آنهویی در شرق چین است، اعلام شد."ابررسانای پیشرفته تجربی توکاماک"(EAST) یا "خورشید مصنوعی" چینی، در آخرین آزمایش در روز پنجشنبه هفته گذشته به رکورد جدیدی دست یافته است و این ابررسانای پیشرفته تجربی توکاماک توانسته به مدت ۱۰۵۶ ثانیه در دمای نزدیک به ۷۰ میلیون درجه سانتیگراد فعالیت داشته باشد که این طولانی‌ترین زمان برای این نوع عملیات در جهان است. هدف نهایی "ابررسانای پیشرفته تجربی توکاماک" واقع در موسسه فیزیک پلاسمای آکادمی علوم چین در هیفی، ایجاد همجوشی هسته‌ای مانند خورشید با استفاده از دوتریوم فراوان در دریا برای ارائه یک جریان ثابت از انرژی پاک است. دوتریوم یا هیدروژن سنگین همان عنصر هیدروژن است که علاوه بر پروتون یک نوترون نیز درون هسته آن وجود دارد. برخلاف سوخت‌های فسیلی مانند زغال‌سنگ، نفت و گاز طبیعی که تهدیدی برای محیط‌زیست هستند، مواد خام مورد نیاز برای خورشید مصنوعی تقریبا به صورت نامحدود روی زمین موجود هستند. بنابراین، انرژی همجوشی به عنوان "انرژی نهایی" ایده آل برای آینده بشریت در نظر گرفته می‌شود.

 تولید نشاسته از دی اکسید کربن

دانشمندان چینی برای نخستین بار روشی مصنوعی برای سنتز نشاسته از دی‌اکسید کربن ابداع کردند. این مطالعه توسط موسسه بیوتکنولوژی صنعتی تیانجین، آکادمی علوم چین انجام شد و در ۲۴ سپتامبر در مجله ساینس(Science) منتشر شد. کارشناسان می‌گویند اگر بتوان چنین تکنیکی را تا سطح صنعتی شدن افزایش داد، ممکن است انقلابی در نحوه ساخت این ماده مغذی و صنعتی کلیدی ایجاد کند. نشاسته پودری سفید، نرم و بی مزه است که توسط تمام گیاهان سبز تولید می‌شود و از نظر شیمیایی ترکیب آلی پیچیده‌ای از کربوهیدرات‌های نامحلول در آب سرد، الکل یا سایر حلال‌ها است. این ماده به‌ طور گسترده در خوراک انسان، دیگر جانوران و در صنعت کاربرد دارد.

رایانه کوانتومی جدید چین

در ۲۵ اکتبر، دانشمندان چینی اعلام کردند نمونه اولیه یک رایانه کوانتومی به نام "Jiuzhang ۲.۰" با ۱۱۳ فوتون شناسایی شده را ایجاد کردند و با این کار گام مهمی در حوزه افزایش سرعت محاسبات کوانتومی برداشته‌اند. دانشمندان در این مطالعه برای ارائه یک روش بسیار کارآمد در نشان دادن افزایش سرعت محاسباتی کوانتومی در حل برخی از وظایف از پیش تعریف شده از یک الگوریتم شبیه‌سازی کلاسیک موسوم به "نمونه‌برداری بوزون گاوسی"(GBS) استفاده کردند. رایانه کوانتومی "Jiuzhang ۲.۰" با  ۱۱۳ فوتون شناسایی شده می‌تواند فرایند نمونه‌برداری بوزون گاوسی در مقیاس بزرگ را سپتیلیون برابر سریع‌تر از سریع‎ترین ابررایانه موجود جهان، انجام دهد. سپتیلیون در آمریکا برابر با ۱۰ به توان ۲۴ و در انگستان برابر با ۱۰ به توان ۴۲ در نظر گرفته می‌شود. چین ادعا می‌کند کامپیوتر کوانتومی جدید این کشور یک میلیون برابر قدرتمندتر از رایانه کوانتومی گوگل و سریع‌ترین رایانه کوانتومی جهان است. رایانه کوانتومی(Quantum computer) ماشینی است که از پدیده‌ها و قوانین مکانیک کوانتوم مانند برهم نهی(Superposition) و درهم تنیدگی(Entanglement) برای رایانش استفاده می‌کند. بین رایانه‌های کلاسیک و رایانه‌های کوانتومی تفاوت اساسی وجود دارد. یک رایانه کلاسیک بر اساس قوانین فیزیک کلاسیک دستورهای از پیش تعیین شده‌ای را اجرا می‌کند، اما یک رایانه کوانتومی دستگاهی است که یک پدیده فیزیکی را بر اساس مکانیک کوانتومی و به صورت منحصربه‌فردی درمی‌آورد تا به صورت اساسی یک حالت جدید از پردازش اطلاعات را تشخیص دهد.این مطالعه توسط "پن جیناوی"(Pan Jianwei) فیزیکدان کوانتومی مشهور چینی انجام شده است.

 نیروگاه انرژی آبی بایهتان

در ۲۸ ژوئن، نخستین واحدهای عملیاتی تولید بزرگترین نیروگاه انرژی آبی/برق آبی جهان به بهره برداری رسید. چین تولید نیرو از نخستین واحدهای عملیاتی سد برق آبی بزرگ جدیدی که دومین سد بزرگ جهان پس از سد گورجس در این کشور است را آغاز کرد. در ماه ژوئن، چین سد "بایهتان"(Baihetan) را که دارای بزرگترین توربین‌های برق‌آبی جهان است، راه‌اندازی کرد. با وجود این که فعالان محیط زیست از چین برای احداث سدهای عظیم روی رودخانه یانگ تسه و انشعابات آن انتقاد کرده‌اند اما مقامات چینی به ساخت سد برق آبی ادامه دادند زیرا به دنبال کاهش آلایندگی ناشی از تولید برق در این کشور هستند. سد بایهتان که توسط شرکت تری گورجس(سه دره) چین ساخته شده است، دومین سد برق آبی بزرگ جهان با ظرفیت تولید ۱۶ گیگاوات برق از ۱۶ واحد خواهد بود که تا اواسط سال میلادی جاری تکمیل می‌شوند. بزرگترین پروژه برق آبی جهان "تری گورجس" است که ۲۲.۵ گیگاوات ظرفیت دارد. بر اساس گزارش اول پرایس، چین با ۱.۳۰۲ تراوات ساعت ظرفیت تولید برق آبی تا سال ۲۰۱۹، پرچمدار ظرفیت برق آبی در جهان است. کانادا با ۳۹۸ تراوات ساعت، با فاصله زیادی در رتبه دوم قرار دارد. چهار نیروگاه برق آبی چین شامل سدهای تری گورجس و شیلواودو با ظرفیت ۱۳.۸۶ گیگاوات، در میان بزرگترین نیروگاه‌های برق آبی جهان هستند.

 ثبت رکورد جدید برای موشک لانگ مارچ

 موشک حامل لانگ مارچ رکورد جدیدی را برای ماموریت‌های پرتاب خود به ثبت رساند. در ۳۰ دسامبر، چین با موفقیت یک ماهواره آزمایشی فناوری ارتباطی جدیدی را از مرکز پرتاب ماهواره شیچانگ در استان سیچوان در جنوب غربی چین به فضا فرستاد. این ماهواره توسط موشک حامل لانگ مارچ ۳B در ساعت ۰:۴۳ صبح(به وقت پکن) به فضا پرتاب شد و وارد مدار برنامه‌ریزی شده، شد. این پرتاب ۴۰۵ امین ماموریت موشک‌های حامل سری لانگ مارچ بود. موشک‌های حامل لانگ مارچ ۴۸ ماموریت پرتاب را در سال ۲۰۲۱ به پایان رسانده‌اند.