空間科學衛星：邁向空間科學強國

由我國自主研發的首顆空間硬X射線調製望遠鏡（HXMT）——“慧眼”衛星已經發射升空兩年了。“慧眼”衛星首席科學家、中國科學院高能物理研究所研究員張雙南介紹：“截至2019年6月30日，‘慧眼’對銀道面掃描1000多次，監測並公佈了600多個X射線源的長期流量變化；對60多個各類X射線天體進行了定點觀測，在中子星磁場測量、黑洞吸積準週期振蕩和中子星熱核暴等方面的硬X射線觀測研究方面取得國際領先成果；探測到170多個伽馬暴，並以MeV能區最高靈敏度監測了首個雙中子星併合以及多個雙黑洞併合引力波事件；脈衝星導航定軌精度達到國際最好水平。我們認為，“慧眼”衛星不但能夠實現其預期科學目標，而且有望取得超出預期的重要科學成果。”

曾經，中國作為航天大國，卻是空間科學小國——在很長一段時間，中國沒有自己專門的空間科學衛星。2011年，中國科學院率先在空間科學領域進行戰略性佈局，實施中國科學院空間科學戰略性先導科技專項，籌備發射系列科學衛星。經過艱苦的自主研發，2015年12月17日，中國首顆天文衛星暗物質粒子探測衛星“悟空”號成功升空。之後，“實踐十號”返回式科學實驗衛星、量子科學實驗衛星“墨子”號和硬X射線調製望遠鏡衛星“慧眼”相繼順利發射。

中國科學院國家空間科學中心是科學衛星系列的抓總單位。中心主任、空間科學先導專項（二期）負責人王赤研究員介紹，如今，這四顆科學衛星正在取得重大科學發現和技術突破。以“悟空”暗物質粒子探測衛星為例，至2019年6月，“悟空”已完成全天區掃描七遍，探測並處理了66.5億高能粒子。相比於以前的空間實驗結果，“悟空”可測量的電子最高能量達到近5TeV，超過了國際空間站阿爾法磁譜儀（AMS-02）的1TeV和費米伽馬射線空間望遠鏡的2TeV，開闢了宇宙觀測的新窗口。利用“悟空”採集到的數據，科研人員獲得了世界上迄今最精確的高能電子宇宙線能譜。

科學衛星的意義不僅僅體現在科學進展上。王赤説：“隨著空間科學系列衛星的成功發射，産出了一批重大科學原創成果，突破了多項前沿引領空間技術，極大地牽引帶動了空間技術的原始創新。”例如，“實踐十號”衛星在燃燒、石油等領域的研究將會帶動相關産業發展，有很大的應用前景，不僅能轉化為可觀的經濟效益，也將促進社會發展，為建設美麗中國提供強有力的科技支撐。“‘實踐十號’在微重力環境下觀察煤炭燃燒和污染物生成的基本規律，已獲得一些地面無法得到的基礎數據，發展更完善的煤燃燒理論和模型，幫助我國更好地綠色利用煤炭資源。”同時，科學衛星是開展國際合作最好的平臺之一。王赤説：“通過國際合作不但促進了我國與歐洲發達國家的戰略合作夥伴關係，也大幅提升了中國在國際上的地位和影響力。”

新一批經過科學遴選的科學衛星目前正在緊張的研製過程中。王赤介紹，太陽風-磁層相互作用全景成像衛星（SMILE）、愛因斯坦探針（EP）、先進天基太陽天文臺（ASO-S）、引力波暴高能電磁對應體全天監測器（GECAM）等4顆科學衛星如今已全部完成了工程立項，進入了工程研製階段。他説：“4顆衛星將在2020年至2023年期間陸續發射，將在太陽爆發活動、太陽風與磁層相互作用、時域天文學，以及引力波電磁對應體探測等方面取得原創性成果。”

衛星有自己的壽命，但科學探索永無止境。王赤説：“科學衛星應成為基礎研究重大突破的新平臺、自主創新的新增長點和破解卡脖子高技術的突破口，中國科學院、高校院所和航天科技等可以協同創新，釋放我國空間科技人員的創新活力和潛力，發揮集中力量辦大事的體制優勢，通過空間科學的發展支撐航天強國目標的早日實現。”（記者 齊芳）