仰望星空，我們追問的不只是遠(yuǎn)方，更是中國科學(xué)能抵達(dá)的邊界。暗物質(zhì)謎團(tuán)、黑洞奧秘、量子通信…… 近日，我國空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)最新成果在京發(fā)布，“悟空”“慧眼”“懷柔一號” 等 8 顆科學(xué)衛(wèi)星正逐步揭開宇宙的神秘面紗。

值得關(guān)注的是，這幅宏偉太空科研藍(lán)圖的鋪展，離不開 “北京力量” 的領(lǐng)銜攻堅(jiān) ——從項(xiàng)目總體牽頭來看，8顆衛(wèi)星的項(xiàng)目牽頭單位均為扎根北京的中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心，承擔(dān)整體專項(xiàng)管理與實(shí)施的 “總體設(shè)計(jì)師” 職責(zé)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目統(tǒng)籌全覆蓋；從載荷牽頭來看，“慧眼”“懷柔一號”“天關(guān)” 3 顆衛(wèi)星的載荷研制由在京的中國科學(xué)院高能物理研究所、國家天文臺(tái)等機(jī)構(gòu)主導(dǎo)，成為衛(wèi)星探測能力的 “核心引擎”；從衛(wèi)星牽頭來看，“慧眼” 衛(wèi)星的衛(wèi)星平臺(tái)研制由在京的中國空間技術(shù)研究院負(fù)責(zé)。

11月24日召開的空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)最新亮點(diǎn)成果發(fā)布會(huì)備受關(guān)注?！笆逦濉睍r(shí)期，中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心將聚焦宇宙起源、空間天氣起源、生命起源等重大前沿問題，組織實(shí)施太空探源科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃，包含“鴻蒙計(jì)劃”、“夸父二號”、系外地球巡天衛(wèi)星、增強(qiáng)型X射線時(shí)變與偏振空間天文臺(tái)4項(xiàng)任務(wù)，力爭在宇宙黑暗時(shí)代、太陽磁活動(dòng)周、系外類地行星探測等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)新突破。

“悟空”“慧眼”等8項(xiàng)衛(wèi)星任務(wù)創(chuàng)造多項(xiàng)第一

自2011年1月空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)啟動(dòng)以來，已完成了8項(xiàng)科學(xué)衛(wèi)星任務(wù)，分別是“悟空”“實(shí)踐十號”“墨子號”“慧眼”“太極一號”“懷柔一號”“夸父一號”和“天關(guān)”。它們在不同領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了“中國第一”乃至“世界首次”的突破。

“悟空”——我國首顆暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星，于2015年12月17日發(fā)射，設(shè)計(jì)壽命為3年。

今年5月，基于前8年數(shù)據(jù)，它在國際上首次獲得了TeV/n（萬億電子伏特每核子數(shù)）能區(qū)最精確的次級宇宙線硼核能譜。什么是宇宙線？它們是從宇宙深處“飛”來的高能粒子?！拔蚩铡辈蹲降降臄?shù)據(jù)，就像解讀宇宙射線的“指紋”，幫助科學(xué)家揭示它們在星系間的傳播機(jī)制。

“慧眼”——我國研制的首顆X射線天文衛(wèi)星，于2017年6月15日發(fā)射，設(shè)計(jì)壽命為4年。

“慧眼”首席科學(xué)家、中國科學(xué)院高能物理研究所研究員張雙南說，運(yùn)行以來，衛(wèi)星取得了銀河系內(nèi)黑洞吸積爆發(fā)的耀發(fā)機(jī)制、吸積毫秒脈沖星的輻射機(jī)制和表面磁場、中子星表面核燃燒的點(diǎn)火位置、最亮伽馬射線暴的最小光變時(shí)標(biāo)等系列成果。

“懷柔一號”于2020年12月10日發(fā)射，設(shè)計(jì)壽命不小于3年。

它在2025年表現(xiàn)尤為亮眼——“懷柔一號”首席科學(xué)家、中國科學(xué)院高能物理研究所研究員熊少林介紹，衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)致密星并合產(chǎn)生的伽馬暴中存在新的子類型，拓展了人們對引力波電磁對應(yīng)體的認(rèn)知；揭示全新的磁陀星爆發(fā)模式，對理解其爆發(fā)機(jī)制具有重要意義；發(fā)現(xiàn)一組獨(dú)特的周期性粒子沉降事件，深化了對近地軌道空間輻射環(huán)境的認(rèn)識(shí)。

“夸父一號”于2022年10月9日發(fā)射，是我國首顆綜合性太陽探測專用衛(wèi)星。

“夸父一號”2025年帶來新發(fā)現(xiàn)：高能C級耀斑與日冕物質(zhì)拋射的關(guān)聯(lián)率，遠(yuǎn)低于基于以往結(jié)果和傳統(tǒng)模型的預(yù)期值。該發(fā)現(xiàn)改變了以往認(rèn)知，為理解太陽爆發(fā)提供了新的突破口，為科學(xué)家破解太陽爆發(fā)機(jī)制和高能粒子起源提供了新線索。

“天關(guān)”衛(wèi)星是我國首顆大視場X射線天文衛(wèi)星，于2024年1月9日發(fā)射，目前已探測到165例高顯著性X射線暫現(xiàn)源。

“天關(guān)”衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員袁為民介紹，憑借國際領(lǐng)先的探測能力，衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)新型的宇宙X射線“慢鏡頭”爆發(fā)暫現(xiàn)源，為理解這類神秘暫現(xiàn)天體提供關(guān)鍵線索；探測到銀河系內(nèi)X射線暗弱爆發(fā)，為發(fā)現(xiàn)新的恒星級黑洞開辟新途徑。

4項(xiàng)任務(wù)將探宇宙起源、尋找“地球2.0”

“十五五”時(shí)期，太空探源科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃將繼續(xù)拓展人類認(rèn)知邊界。

“鴻蒙計(jì)劃”旨在聆聽宇宙“嬰兒時(shí)期啼哭”。它由10顆衛(wèi)星組成低頻射電望遠(yuǎn)鏡陣列，將集體飛往月球背面，捕捉來自宇宙深處的微弱信號，并揭開宇宙大爆炸后第一顆恒星出現(xiàn)前持續(xù)幾億年混沌時(shí)光的奧秘。

“夸父二號”將繞行到太陽的極區(qū)上空，凝視太陽的“北極”與“南極”，探索太陽磁場活動(dòng)，預(yù)知太陽風(fēng)暴，并理解地球與太陽的關(guān)系。

系外地球巡天衛(wèi)星將巡視星河，尋找和地球差不多大小、處在宜居帶的“地球2.0”。

增強(qiáng)型X射線時(shí)變與偏振空間天文臺(tái)的使命，是觀測宇宙中的“極端禁區(qū)”，例如黑洞的視界邊緣、中子星的熾熱表面，研究極端條件下的物理規(guī)律。

中國科學(xué)院院士、國家空間科學(xué)中心主任王赤說：“通過這些空間科學(xué)衛(wèi)星任務(wù)的扎實(shí)推進(jìn)，中國空間科學(xué)將在更多方向上實(shí)現(xiàn)從‘并跑’向‘領(lǐng)跑’的跨越，持續(xù)產(chǎn)出更多關(guān)鍵性、原創(chuàng)性、引領(lǐng)性重大科技成果，有力支撐高水平科技自立自強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)我國空間科學(xué)、空間技術(shù)、空間應(yīng)用全面發(fā)展，為航天強(qiáng)國和科技強(qiáng)國建設(shè)作出標(biāo)志性貢獻(xiàn)?！?/p>

向“四極”發(fā)展，我國空間科學(xué)多點(diǎn)突破、集群迸發(fā)

“專項(xiàng)實(shí)施以來，我國空間科學(xué)呈現(xiàn)出多點(diǎn)突破、集群迸發(fā)的強(qiáng)勁發(fā)展態(tài)勢。”王赤說。

15年來，專項(xiàng)集中體現(xiàn)了科學(xué)研究不斷向“四極”方向的拓展與深化。在極宏觀方面，繪制出中國自主研制設(shè)備觀測到的首張X射線全天天圖；極微觀方面，獲得了迄今為止世界上最精確的宇宙射線電子、質(zhì)子、氦核和硼核能譜精細(xì)結(jié)構(gòu)；極端條件方面，首次直接測量到宇宙最強(qiáng)磁場，探測到距離黑洞最近的高速噴流；極綜合交叉方面，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)、技術(shù)、工程的高度融合發(fā)展。

專項(xiàng)帶動(dòng)了尖端有效載荷和衛(wèi)星平臺(tái)技術(shù)的跨越式發(fā)展。我國突破了星地光路對準(zhǔn)等關(guān)鍵技術(shù)，建成國內(nèi)首個(gè)國際水準(zhǔn)的X射線標(biāo)定束線，研制出國際上領(lǐng)先1—2個(gè)數(shù)量級的大視場、高靈敏度龍蝦眼X射線望遠(yuǎn)鏡，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星平臺(tái)與載荷的一體化設(shè)計(jì)。

專項(xiàng)還積極開展全方位、多層次的國際合作?！拔⑿Α毙l(wèi)星是中國科學(xué)院和歐洲空間局首次進(jìn)行任務(wù)級全方位、全周期的深度合作項(xiàng)目?！疤礻P(guān)”衛(wèi)星由中方主導(dǎo)，歐空局、德國馬普研究所和法國宇航局共同參與。通過組建國際科學(xué)團(tuán)隊(duì)、推動(dòng)數(shù)據(jù)共享，我國不斷提升科學(xué)衛(wèi)星的國際影響力與效益。

從“跟跑”到“并跑”，再到邁向部分領(lǐng)域“領(lǐng)跑”，中國空間科學(xué)衛(wèi)星集群，正成為人類探索未知宇宙的重要力量。

來源：國際科技創(chuàng)新中心