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2015年12月17日8时12分,在酒泉卫星发射中心,一颗名为“吴空”的暗物质粒子探测卫星成功升至0+。中国科学院紫金山天文台研究员、暗物质粒子探测卫星首席科学家常进日前告诉《科学日报》:“目前,‘吴空’已经获得了6亿多个高能粒子。分析这些粒子的能谱或它们之间的分布空可以深入研究与暗物质粒子和宇宙射线有关的科学问题。”
“启蒙空”上升空,不仅使“暗物质”一词成为媒体的热词,也开启了中国空科学探索的新时代。暗物质是一种不发光、不发射电磁波的物质,任何光学或电磁观测设备都无法直接“看到”。美国科学家在一份报告中列出了21世纪需要回答的11个科学问题,其中“什么是暗物质”排名第一。科学家估计,宇宙包含5%的普通物质,其中包括发光和反射材料,如星系、恒星和包括地球在内的行星,而剩余的95%是不可见的暗物质和暗能量。
“启蒙空”是一颗让中国科学界兴奋并寄予厚望的卫星。常进说,“吴空”在500公里高的太阳同步轨道上工作,平均每天观测500万个高能粒子,每天返回大约16G的数据,这相当于一部高清电影的数据。地面上的100多名科学家正在分析数据。“吴空”是目前世界上最大的观测能量范围,空是世界领先的高能粒子探测器,具有能量分辨率。其能量范围是国际“阿尔法磁谱仪”实验的10倍,探测器的能量分辨率比同类国际探测器高3倍以上。
今年3月17日,“吴空”成功完成了为期3个月的在轨测试任务,并顺利交付使用单位。在轨测试期间,卫星完成了所有既定测试项目,各项技术指标达到或超过预期。专家得了满分。
今年4月6日,Praxis-10微重力科学卫星从酒泉卫星发射中心飞往Taitai 空。这颗可回收卫星进行了19次实验,主要研究微重力和辐射空条件下物质运动和生命运动的规律。在它返回地球之前,中国科学院传来了令人兴奋的消息:中国科学家通过10日的实践,首次在tai 空上认识到小鼠胚胎发育,并在世界上首次在地面上看到了tai 空上小鼠胚胎发育的清晰照片。此外,中国科学院力学研究所的研究人员还在卫星上成功进行了非金属材料的燃烧实验,为未来中国载人飞船的消防安全提供了科学依据。
在泰空飞行12天后,10号回收舱顺利降落在内蒙古四子王旗的草原上。
两颗科学卫星在半年内成功发射,这只是中国科学院之间科学试点项目的一部分。另外两颗卫星,量子科学实验卫星和硬X射线调制望远镜卫星,将在今年下半年相继发射。
“中国科学院在“十二五”末和“十三五”初开发的四颗科学卫星的连续发射,是中国科学院超前布局和长期研发的结果。”中国科学院国家空科学中心主任吴季表示,2011年中国科学院启动试点项目时,第一批空科学入选。中国科学院确立了以科学为指导、围绕国家需求生产产出、着眼长远的原则。经过近五年的准备、研发和实验,两颗科学卫星在去年底和今年上半年能够上升到0+。" 空如果科学想取得重大突破,它必须事先设计好游戏。"吴吉对此深有感触。
科学卫星的发展给中国航天工业带来了一股创新之风。"暗物质卫星是一种以载荷为中心的综合结构设计."中国科技大学教授、暗物质卫星副设计者安琦表示,过去卫星被设计成一个平台,相当于一个容器,然后将有效载荷放入其中。此时,有效载荷只能灵活地适应集装箱。暗物质卫星是以有效载荷(探测器)为中心设计的。首先,有效载荷放置在中心,然后卫星的其他部分“嵌入”在有效载荷周围。这种设计使有效载荷达到1410千克,平台达到440千克,即3.2: 1。这个负载比在世界上是非常高的。
自1970年东方红一号卫星漫游太空以来,中国已经发射了100多颗卫星。“但这些卫星大多是应用卫星,如遥感、通信和导航,而实际上很少用于支持基础科学的前沿探索。中国科学院重大任务局局长王跃超说,目前,中国的空科学领域尤其需要“启蒙空等基础科学卫星。对此,导演吴季说:“我们不仅要成为空之间知识的使用者,还要成为空之间知识的创造者。“中国应该成为一个有责任和义务的大国,为人类探索未知世界做出更多贡献。”
自2010年以来,国际空科学领域取得了一系列重大成就。美国太阳动力学观测卫星已经实现了迄今为止对太阳的最高分辨率的日冕和磁场观测。欧洲局的罗塞塔卫星搭载的菲莱着陆器实现了人类首次在彗星上着陆。日本的隼鸟号卫星实现了人类探测器首次在月球外的小行星上着陆,并取样返回地球。为了弥补中国航天工业在+0科学与探索领域的“短板”,在“十二五”期间,中国科学院支持了+0科学卫星计划,作为试点项目中最大的项目。它不仅开发了4颗科学卫星,而且自下而上地招募和选择了“十三五”及以后的0+科学卫星任务,完成了对它们的国际论证,并在研究的基础上编制了《中国0+科学卫星“十三五”计划——2016-2030年0+科学规划研究报告》(以下简称《报告》)。
报告提出的战略目标是:到2030年,中国将通过一系列科学卫星计划和任务以及与“载人航天工程”相关的科学项目,在宇宙的形成和演化、外行星和地外生命的探索、太阳系的形成和演化、太阳活动及其对地球环境的影响等热点科学领域取得重大科学发现和突破,推动空间及相关高技术的跨越式发展。为了实现这一目标,报告提出了23 空的科学计划,包括“黑洞探测”计划、“天体脉动”计划、“链式”计划和“火星探索”计划。预计到2030年总共将发射大约20颗科学卫星。
蓝图已经绘制好,未来正等着我们去实践。