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科学卫星闪耀太空

    作者:经济日报    时间:2017年04月05日    浏览次数: 收藏
导读:自1970年成功发射第一颗人造卫星东方红一号至今,我国已初步形成遥感、通信广播、气象、科学探测与技术实验、地球资源和导航定位等六大卫星

自1970年成功发射第一颗人造卫星“东方红一号”至今,我国已初步形成遥感、通信广播、气象、科学探测与技术实验、地球资源和导航定位等六大卫星系列。其中,科学实验卫星从探索无尽的宇宙,到追寻微观粒子和生命起源,为我国空间科学研究作出了突出贡献。从我国诞生最早、家族成员最为庞大,并广泛用于科学探测与技术实验的“实践号”卫星家族,到暗物质卫星“悟空”、量子科学实验卫星“墨子号”等发起对基础科学领域的揭秘与探索,再到贴近生活观测的“碳卫星”横空出世……如今,浩瀚宇宙中中国的科学卫星格外闪亮耀眼。

从无到有:

“实践”家族大显神威

早在1971年3月3日,我国第一颗科学实验卫星“实践一号”成功发射,在太空中工作长达8年之久。在轨期间,“实践一号”卫星进行了高空磁场、X射线、宇宙射线等空间物理环境参数测量,是我国第一次直接探测宇宙空间环境,也为我国设计和制造长寿命卫星提供了宝贵经验。

40多年过去,“实践号”卫星家族日益庞大,作用也越来越广。早先主要开展空间环境探测、星间测量和通信等科学与技术实验。到了“实践八号”,还搭载了215公斤蔬菜、水果、谷物和棉花种子上天,探测宇宙辐射和失重环境可能对种子发芽产生的影响,为农业服务。去年4月,我国首颗微重力返回式科学实验卫星“实践十号”发射升空,它将在轨道上利用太空微重力等特殊环境,完成19项科学实验。其中,科研人员首次开展了微重力条件下的造血干细胞和神经干细胞三维培养研究、哺乳动物早期胚胎发育研究等空间生命科学研究,将为人类疾病的有效预防以及长期空间活动的生殖发育健康和繁衍等提供科学依据。

“空间科学是基础科学探索的前沿,每走一步都可能有重大突破。”中科院国家空间科学中心主任吴季认为,基础科学是其他所有科学技术的基础,对其他学科都有带动作用,有了原理的突破才有技术的实现。虽然可能三五年都看不到直接效果,但是它所起到的作用是潜移默化的。

正是基于这样的考虑,近年来,我国航天发射数量逐年增加,2016年的航天发射活动多达20余次,其中用于支撑基础科学前沿探索的卫星数量明显增加。

从有到专:

先导专项迈步追赶

2011年1月,由国务院批准的空间科学先导专项成为中科院首批启动的战略性先导科技专项之一,其中包括4颗科学卫星工程,分别是暗物质粒子探测卫星、实践十号返回式科学实验卫星、量子科学实验卫星和硬X射线调制望远镜卫星。

专项首发的暗物质卫星“悟空”2015年12月17日成功发射,它能够通过高空间分辨、宽能谱段观测高能电子和伽马射线,寻找和研究暗物质粒子,是迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间探测器。一年多来,“悟空”发回了20亿个有效高能粒子数据,并成功绘制出一张全天伽马射线图,这是国际上仅有的3幅GeV辐射天图之一;

2016年8月16日,我国自主研制的世界上第一颗空间量子科学实验卫星“墨子号”成功发射。在圆满完成4个月的在轨测试任务后,“墨子号”已经可以在千公里外的外太空,以10kbps(比特率)的速率给地面站分发量子密钥,比地面同距离光纤量子通信水平提高了15个数量级以上;

而计划于今年内发射的硬X射线调制望远镜卫星,将实现宽波段大天区X射线巡天任务,加深对致密天体和黑洞强引力场中动力学和高能辐射过程的认识,使我国高能天体物理观测研究进入国际先进水平。

“这几颗卫星都在科技创新上与国际并行,甚至在几项指标上领先世界。我国与他国在航天人才和技术培养方面,特别是深空探测技术的差距正不断缩小。”吴季认为,通过实施空间科学战略性先导科技专项,能够极大地弥补我国在前沿基础科学发现和具有潜在应用意义的空间知识创新方面的不足,为我国航天技术的发展注入新的活力。

从专到实:

卫星应用渐入佳境

空间科学不仅是探索太空奥秘、拓展人类认知能力、推进社会文明进步的前沿科学领域,也是服务国家安全与经济发展、提升国际竞争力的有效途径。

2016年12月22日,我国首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星在酒泉成功发射,它将观察重点地区乃至全球的大气中二氧化碳浓度1%的细微变化,定期获取不同季节、不同地区的二氧化碳排放量数据,形成全球二氧化碳分布图,有效开展气候变化研究和应对等。

中科院空间中心副主任、碳卫星工程副总指挥龚建村指出,“碳卫星”的成功研制和后续在轨稳定运行将对充分了解全球碳循环过程及其对全球气候变化的影响都具有重要意义,能够提升我国在气候变化领域的国际话语权,提高解决温室效应的能力。

去年3月,中科院发布《2016—2030空间科学规划研究报告》,不仅提出了一系列空间科学研究的阶段性目标,并计划到2030年要发射总计20颗左右的科学卫星;2016年底,我国“十三五”空间科学任务全面启动,计划争取在2020年前后研制发射中欧联合的太阳风—磁层相互作用全景成像卫星计划、磁层—电离层—热层耦合小卫星星座探测计划、全球水循环观测卫星、爱因斯坦探针和先进天基太阳天文台等5颗科学卫星。

我国空间科学正在进入历史上最好的发展时期,我们要把握时机,把空间科学系列卫星计划纳入国家战略科技项目,确保长期可持续发展,并开展多层次、多种形式的国际合作,加强空间科学教育和人才培养等,实现中国空间科技创新能力的飞跃。“我们不能只做空间知识的使用者,也应成为空间知识的创造者,为人类探索未知世界作出更多贡献。”吴季说。

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