“悟空”“墨子”“慧眼”……中国科学卫星闪耀苍穹

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科技日报记者 李大庆
2015年12月17日，一颗名为“悟空”号的卫星，从我国酒泉卫星发射中心升空。“悟空”飞往天际，不是闹天宫，而是肩负着中国科学家的重大使命：探测宇宙高能粒子。到2019年6月，“悟空”已完成全天区扫描7遍，探测并处理了66.5亿高能粒子。

从“悟空”飞天开始，两年半内，又有“实践十号”“墨子”号“慧眼”号相继升空。4颗卫星先后成就了中国科学卫星发展的多个第一。
“悟空”是一颗暗物质粒子探测卫星，我国第一颗天文卫星。它具有观测能段范围最宽、能量分辨率最优的特点。相较于以前的空间实验结果，“悟空”可测量的电子最高能量达到近5TeV，超过了国际空间站阿尔法磁谱仪的1TeV和费米伽马射线空间望远镜的2TeV，开辟了宇宙观测的新窗口。
2016年4月6日成功发射并于12天后成功回收的“实践十号”卫星，是我国第一颗微重力科学和空间生命科学实验卫星，也是迄今为止一次性开展空间科学实验项目最多的卫星。卫星搭载了19个科学装置，其中15个在国际上首次开展相关实验。比如首次实现哺乳动物胚胎在太空发育；首次开展了空间微重力环境影响人骨髓间充质干细胞向骨细胞定向分化潜能及其分子机制的研究；在微重力环境下，完整建立了热厚材料火焰传播图谱和火焰熄灭极限边界，揭示了火焰传播的控制机理等。

“墨子”号在“实践十号”升空4个月零10天后也飞向太空。这是全球第一颗量子科学实验卫星，圆满完成了千公里级的星地双向量子纠缠分发、星地量子密钥分发、地星量子隐形传态三大科学目标，并完成基于纠缠的星地量子密钥分发、洲际量子密钥分发与视频通话演示，实现了我国量子科技领域从并跑向领跑的转变。
2017年6月15日发射的“慧眼”号是一颗硬X射线调制望远镜卫星。这是我国第一台空间X射线天文望远镜。截至今年6月30日，“慧眼”对银道面扫描1000多次，监测并公布了600多个X射线源的长期流量变化；对60多个各类X射线天体进行了定点观测，在中子星磁场测量、黑洞吸积准周期振荡和中子星热核暴等方面的硬X射线观测研究中取得了重要进展；探测到170多个伽马暴；脉冲星导航定轨精度达到国际最好水平。

4颗在中国或在世界上被称为第一颗的卫星承载着中国科技界的厚望，这是中国空间科学奋起直追的起点。
中科院院士顾逸东在一次院士会上曾说，2014年，全球在轨卫星共937颗，其中科学卫星92颗，而中国竟没有一颗科学卫星。这与中国空间大国的地位不相称，“我国空间科学尚无被国际同行公认的重大成就”。
1957年10月，人类发射了第一颗人造地球卫星之后，空间科学成为一门独立的、交叉性很强的前沿学科。自此，空间科学以前所未有的崭新手段和强大能力开展研究，取得了重大成就，革命性的发现源源不断，超过了以往数千年的总和。众多的科学发现已向人类提示出全新的宇宙景象，深刻改变了人类对自然和自身的认识。中国科学家期望，中国不能只作为空间知识的使用者，也应成为空间知识的创造者。
2010年3月的最后一天，国务院常务会议审议通过了中科院“创新2020”规划，决定组织实施战略性先导科技专项。次年1月，中科院批准实施空间科学战略性科技先导专项。于是4颗科学卫星相继研制、升空，并获得成功。
4颗科学卫星的发射仅仅是中国迈向空间科学强国的第一步。2018年5月31日，中科院又正式批复空间科学先导专项二期立项。空间科学先导专项（二期）负责人、中科院国家空间科学中心主任王赤说，目前，二期立项的太阳风—磁层相互作用全景成像卫星（SMILE）、爱因斯坦探针（EP）、先进天基太阳天文台（ASO-S）、引力波暴高能电磁对应体全天监测器（GECAM）4颗科学卫星已全部进入工程研制阶段，进展顺利。其中，SMILE卫星任务为中国首次与欧洲空间局进行深度合作的空间科学探测任务。“这4颗卫星将在2020—2023年期间陆续发射，将在太阳爆发活动、太阳风与磁层相互作用、时域天文学以及引力波电磁对应体探测等方面取得原创性成果。”王赤对科学卫星的前景充满信心。

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