中國的衛(wèi)星事業(yè)從無到有,從弱到強(qiáng),“東方紅一號”播下的種子,已經(jīng)長成了枝繁葉茂的大樹。在太空中,中國在軌工作的衛(wèi)星已經(jīng)達(dá)到近300多顆。一批冉冉升起的“新星”為科學(xué)界仰望星空、探索宇宙發(fā)揮了重要作用。
“悟空”
撥開暗物質(zhì)的“烏云”
2015年12月17日,我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號丁運載火箭成功將暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”發(fā)射升空,它是中國科學(xué)院空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項中首批立項研制的4顆科學(xué)實驗衛(wèi)星之一。這標(biāo)志著我國空間科學(xué)探測研究邁出了重要一步。
“悟空”是一個高分辨率高能空間望遠(yuǎn)鏡,它的身材比一般的衛(wèi)星小巧,“三圍”分別為1.5米、1.5米、1.2米,像盒銀白色的方形蛋糕,“悟空”在太空中接收來自宇宙的高能原子核、電子和伽馬射線的信號,它是世界上迄今為止觀測能段范圍最寬、能量分辨率最優(yōu)的空間探測器。其觀測能段是阿爾法磁譜儀的10倍,能量分辨率比國際同類探測器高3倍以上,而費用只有1億美元,分別是美國費米、AMS-02的1/7和1/20。
“悟空”利用塑閃陣列探測器、硅陣列探測器和中子探測器,探測高能伽馬射線、電子和宇宙射線,并通過其能譜、空間分布來尋找暗物質(zhì)粒子存在的證據(jù)。
“墨子號”
樹起量子通信中國標(biāo)桿
“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星于2016年8月16日成功發(fā)射升空。中國量子衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉院士介紹,如果說地面量子通信構(gòu)建了一張連接每個城市、每個信息傳輸點的“網(wǎng)”,那么量子科學(xué)實驗衛(wèi)星就像一桿將這張網(wǎng)射向太空的“標(biāo)槍”。當(dāng)這張縱橫寰宇的量子通信“天地網(wǎng)”織就,海量信息將在其中來去如影,并且“無條件”安全。
2017年1月18日,“墨子號”完成4個月的在軌測試任務(wù),正式開展科學(xué)實驗。2017年6月、8月,“墨子號”衛(wèi)星先后在國際上首次成功實現(xiàn)千公里級衛(wèi)星和地面之間的量子糾纏分發(fā)、量子密鑰分發(fā)和量子隱形傳態(tài)。
“墨子號”量子衛(wèi)星圓滿實現(xiàn)預(yù)定的全部三大科學(xué)目標(biāo),為我國在未來繼續(xù)引領(lǐng)世界量子通信技術(shù)發(fā)展和空間尺度量子物理基本問題檢驗前沿研究奠定了堅實的科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)。
“慧眼”
洞見驚心動魄的宇宙
2017年6月15日,硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星“慧眼”發(fā)射成功,它是中國第一個空間天文衛(wèi)星,既是可以實現(xiàn)寬波段、大視場X射線巡天,又能夠研究黑洞、中子星等高能天體的短時標(biāo)光變和寬波段能譜的空間X射線天文望遠(yuǎn)鏡,同時也是具有高靈敏度的伽馬射線暴全天監(jiān)視儀。
2017年10月16日,雙中子星并合產(chǎn)生引力波(GW170817)聯(lián)合觀測成果全球發(fā)布,在該歷史性事件的全球聯(lián)測中,“慧眼”衛(wèi)星對其高能電磁輻射對應(yīng)體進(jìn)行了監(jiān)測,確定了伽馬射線的流量上限。
在軌運行兩年多,“慧眼”已經(jīng)得到了關(guān)于黑洞、中子星、伽馬射線暴乃至引力波暴等的海量觀測數(shù)據(jù)。
硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星“慧眼”填補(bǔ)了中國空間X射線探測衛(wèi)星的空白,實現(xiàn)了中國在空間高能天體物理領(lǐng)域由地面觀測向天地聯(lián)合觀測的跨越。
“太極一號”
諦聽“時空漣漪”
倘以水面比喻時空,引力波就是引力在時空間留下的漣漪,它為人類探索宇宙奧秘打開了有別于電磁波的全新窗口。
2019年8月31日“太極一號”成功發(fā)射,這是中國首顆空間引力波探測技術(shù)實驗衛(wèi)星。2019年9月20日,“太極一號”順利完成第一階段在軌測試任務(wù),這意味著搭載在該衛(wèi)星的核心測量設(shè)備引力參考傳感器成功實現(xiàn)在軌應(yīng)用,為中國開展空間引力波探測奠定了堅實基礎(chǔ)。
“太極一號”實現(xiàn)了中國迄今為止最高精度的空間激光干涉測量,成功進(jìn)行了中國首次在軌無拖曳控制技術(shù)試驗,并在國際上首次實現(xiàn)了微牛級射頻離子和雙;魻栯娡七M(jìn)技術(shù)的在軌驗證。
“太極一號”在第一階段在軌測試的基礎(chǔ)上,通過系統(tǒng)的在軌實驗,完成了射頻離子和霍爾雙模兩種類型電微推技術(shù)的全部性能驗證,這在國際上是首次實現(xiàn);部分核心載荷性能實測指標(biāo)超過設(shè)計指標(biāo)一個量級,達(dá)到了中國最高水平,驗證了空間引力波探測關(guān)鍵技術(shù)路線。