科技的奇妙逻辑（冉冉升起的科学新星）

来源：中科院国家空间科学中心官网

“墨子号”量子密钥分发示意图中科院供图

中国航天科技集团五院供图

中国科学院供图

中国的卫星事业从无到有，从弱到强，“东方红一号”播下的种子，已经长成了枝繁叶茂的大树。在太空中，中国在轨工作的卫星已经达到近300多颗。一批冉冉升起的“新星”为科学界仰望星空、探索宇宙发挥了重要作用。

“悟空”

拨开暗物质的“乌云”

2015年12月17日，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空，它是中国科学院空间科学战略性先导科技专项中首批立项研制的4颗科学实验卫星之一。这标志着我国空间科学探测研究迈出了重要一步。

“悟空”是一个高分辨率高能空间望远镜，它的身材比一般的卫星小巧，“三围”分别为1.5米、1.5米、1.2米，像盒银白色的方形蛋糕，“悟空”在太空中接收来自宇宙的高能原子核、电子和伽马射线的信号，它是世界上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。其观测能段是阿尔法磁谱仪的10倍，能量分辨率比国际同类探测器高3倍以上，而费用只有1亿美元，分别是美国费米、AMS-02的1/7和1/20。

“悟空”利用塑闪阵列探测器、硅阵列探测器和中子探测器，探测高能伽马射线、电子和宇宙射线，并通过其能谱、空间分布来寻找暗物质粒子存在的证据。

“墨子号”

树起量子通信中国标杆

“墨子号”量子科学实验卫星于2016年8月16日成功发射升空。中国量子卫星首席科学家潘建伟院士介绍，如果说地面量子通信构建了一张连接每个城市、每个信息传输点的“网”，那么量子科学实验卫星就像一杆将这张网射向太空的“标枪”。当这张纵横寰宇的量子通信“天地网”织就，海量信息将在其中来去如影，并且“无条件”安全。

2017年1月18日，“墨子号”完成4个月的在轨测试任务，正式开展科学实验。2017年6月、8月，“墨子号”卫星先后在国际上首次成功实现千公里级卫星和地面之间的量子纠缠分发、量子密钥分发和量子隐形传态。

“墨子号”量子卫星圆满实现预定的全部三大科学目标，为我国在未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究奠定了坚实的科学与技术基础。

“慧眼”

洞见惊心动魄的宇宙

2017年6月15日，硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”发射成功，它是中国第一个空间天文卫星，既是可以实现宽波段、大视场X射线巡天，又能够研究黑洞、中子星等高能天体的短时标光变和宽波段能谱的空间X射线天文望远镜，同时也是具有高灵敏度的伽马射线暴全天监视仪。

2017年10月16日，双中子星并合产生引力波（GW170817）联合观测成果全球发布，在该历史性事件的全球联测中，“慧眼”卫星对其高能电磁辐射对应体进行了监测，确定了伽马射线的流量上限。

在轨运行两年多，“慧眼”已经得到了关于黑洞、中子星、伽马射线暴乃至引力波暴等的海量观测数据。

硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”填补了中国空间X射线探测卫星的空白，实现了中国在空间高能天体物理领域由地面观测向天地联合观测的跨越。

“太极一号”

谛听“时空涟漪”

倘以水面比喻时空，引力波就是引力在时空间留下的涟漪，它为人类探索宇宙奥秘打开了有别于电磁波的全新窗口。

2019年8月31日“太极一号”成功发射，这是中国首颗空间引力波探测技术实验卫星。2019年9月20日，“太极一号”顺利完成第一阶段在轨测试任务，这意味着搭载在该卫星的核心测量设备引力参考传感器成功实现在轨应用，为中国开展空间引力波探测奠定了坚实基础。

“太极一号”实现了中国迄今为止最高精度的空间激光干涉测量，成功进行了中国首次在轨无拖曳控制技术试验，并在国际上首次实现了微牛级射频离子和双模霍尔电推进技术的在轨验证。

“太极一号”在第一阶段在轨测试的基础上，通过系统的在轨实验，完成了射频离子和霍尔双模两种类型电微推技术的全部性能验证，这在国际上是首次实现；部分核心载荷性能实测指标超过设计指标一个量级，达到了中国最高水平，验证了空间引力波探测关键技术路线。付毅飞