地球科学“悟空”浩渺宇宙“取真经” 更多中国卫星创新研制待出发

制图/任天宝

　　宇宙那么大，更多中国科学卫星想去看看。 

　　我国暗物质粒子探测卫星“悟空”首批探测结果昨天发布，发现疑似暗物质轨迹，引起全球科学界的广泛关注。“悟空”的“诞生地“就在上海——位于张江的中国科学院微小卫星创新研究院。该院副院长、暗物质粒子探测卫星总指挥朱振才接受新民晚报记者采访时说，“悟空”现在的状态非常好，不仅性能优异，在轨表现稳定，而且依旧“年轻”，各项“身体机能”都没有明显退化的迹象，照此状态，超期服役可谓“信心满满”。昨天发布的也仅仅是其首批探测结果，还有更多宇宙奥秘等待“悟空”探知。而放眼整个“十三五”期间，我国将有更多空间科学卫星展开自主研制工作，发射升空，朝宇宙投去不同科学目标的探索“目光”。这些人类派往宇宙空间的科学探索“使者”，多由中国科学院微小卫星创新研究院抓总研制。

　　“悟空”明年有望不退休

　　“悟空”是目前世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星。其“体重”1850公斤，其中载荷为1410公斤。卫星功耗为560瓦，轨道为太阳同步轨道，高度500公里，每天平均可观测500万个高能粒子。“悟空”由中科院微小卫星创新研究院负责总体研制，中科院紫金山天文台等科研单位共同参加有效载荷、科学应用等工程项目研制工作。

　　2015年12月17日发射升空的“悟空”，设计寿命三年。“这就好比家用电器也有设计使用寿命一样，不难理解。但是，与电器不同的是，在轨运行的卫星是很难有办法维修的，所以要达到长寿命面临着更多挑战。”朱振才打比方说。而且“悟空”属于低轨卫星，设计寿命一般为几年左右。

　　“悟空”原本是这般规划自己的“一生”的：前两年巡天观测，在并不能确定哪个天区存在符合科学观测目标的粒子信号的前提下，广撒网，按一定规律覆盖整个天区，然后经评估后确定重点观测天区，希望在三年内能累积足够的有效科学数据。实际上，“悟空”凭借大视场、高分辨率的优势，花了不到两年时间就巡天4遍，且获得重大发现。

　　科学“首秀”便传捷报，可能还是改变教科书的里程碑式发现，很多人因此评价“悟空”是一颗“满分”卫星。它的“身手”到底有多“矫健”？作为卫星的总指挥，朱振才给出了客观的评价：“悟空”载荷的各类科学仪器，经标定，无论是能量、分辨率或方向的测量精度，还是对电荷和粒子种类的辨别能力，都处于最好的状态；再看卫星控制平台，无论是姿态控制、能源保障、温度控制，也都保持非常好的状态，而且没有退化迹象。“原先我们相对比较担心的能源支持，如蓄电池、太阳能帆板等有可能退化的部件，目前也没有看到超出预计的明显变化。今年第3季度，正赶上太阳活动活跃期，卫星的观测工作也没有受到明显影响。500千米高度的轨道，原先预计每年降低1-2千米，现在，将近2年，总共降低了约3千米，与设计指标相吻合。”也就是说，无论是卫星状态，还是轨道衰落情况，“悟空”目前都状态“神勇”，在科学发现上正处于“最好的时光”。“‘悟空’可以有比设计寿命更长的工作时间，为全人类认识宇宙提供更多科学数据。”朱振才预计。

图说：中科院微小卫星创新研究院的卫星环境模拟实验装置 资料图

 　　科学与工程的“黄金搭档”

　　“悟空”首战大捷，会不会有“第二代”进一步对暗物质寻寻觅觅？“暗物质粒子探测卫星首批科学成果的发布，是我们在探测和认识暗物质这个‘幽灵’的起点，还有更多的未知等待探索。希望科学家们在对前期的科学数据发掘和研究的基础上，提出更好的探测计划。我们把卫星做得更好，支持科学家做更好的研究，然后我们可以做更多的卫星，整个科学探测活动就这样不断往前深入下去。”朱振才表示，科学卫星和应用卫星有所不同，重复性探测计划比较少见。如果未来有第二颗暗物质探测卫星，也会是一颗完全不同于“悟空”的卫星。“我们希望，卫星工程研制和系统设计，能够跟上科学家团队的脚步。”

　　2011年，暗物质粒子探测卫星团队开始对这颗特殊的卫星进行论证，业内很多专家认为这颗卫星质量至少需要3吨以上才能完成。然而，微小卫星创新研究院团队，创新性地提出了“以有效载荷为中心、以实现科学任务为目标的整星一体化设计”理念，将卫星质量控制在1.9吨以内，仅运载就为国家节省了几千万元的成本。从卫星工程立项到卫星发射，暗物质粒子探测卫星研制团队只用了4年的时间就完成了一个新型号的研制。在这支50人组成的年轻团队里，除了“两总”（总指挥与总设计师）、几个重要分系统负责人以外，“80后”“85后”的年轻人更是标配。以载荷为中心的一体化设计，让卫星研制团队与科学家成为“黄金拍档”，“量身定制”卫星平台，在有限的资源条件下最大限度满足科学探测和科学探测仪器的要求，这些宝贵经验可供未来更多科学卫星任务分享。

来源/视觉中国

　　更多中国星造访宇宙

　　暗物质粒子探测卫星是中国空间科学卫星系列“十二五”首发星，“十二五”期间陆续又有实践十号、量子科学卫星“墨子”、硬X射线天文望远镜“慧眼”等发射升空。

　　朱振才告诉记者，“十三五”中国空间科学卫星先导专项中，太阳风磁层相互作用全景成像卫星（SMILE）去年已立项，预计2021年发射，中国将与欧盟联合探测研究太阳风-磁层-电离层的关联特性；爱因斯坦探针（EP）与先进天基太阳天文台（ASOS）两颗卫星已进入论证立项程序；同时，还有追踪引力波电磁对应体的全天检测器项目（GECAM）、磁层-电离层-热层耦合小卫星星座探测计划（MIT）、全球水循环观测卫星（WCOM）等探测项目也已启动论证。作为我国科学卫星研制的主力军，中科院微小卫星创新研究院将积极投入这些卫星的研制工作中。可以预见，不久的将来，会有更多中国科学卫星造访宇宙，不仅揭秘宇宙，也更深入、精确地了解地球及所处的环境。“这不是某一个科学团队，也不仅仅是中国科学家的使命，而是为全人类认识宇宙的共同需要而不断探索。” 朱振才如是说。

　　新民晚报记者 董纯蕾

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