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中国暗物质卫星“悟空”诞生记

2015-12-17 15:46:46 来源:羊成在线 编辑: 评论:0

12月17日8时12分,中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,卫星顺利进入预定转移轨道。中新社记者 张素 摄

得名于中国古典名著《西游记》里的孙悟空,中国暗物质粒子探测卫星“悟空”17日在酒泉成功发射。记者综观此“悟空”诞生始末,与家喻户晓的“美猴王”倒真有几分相似。

“悟空”出世

《西游记》开篇云:“有一座花果山,山上有一仙石,石产一卵,见风化一石猴,在那里拜四方。”

暗物质粒子探测卫星“悟空”始于2011年1月11日正式启动的首批战略性先导科技专项。该卫星首席科学家常进介绍,卫星体积为1.5米×1.5米×1.2米,整星质量1.85吨,从顶部到底部主要由塑闪阵列探测器、硅阵列探测器、BGO量能器和中子探测器构成,“四种探测器一层层组装,像是一个倒立的四层蛋糕”。

为提升该卫星的关注度,科学家们通过网络公开征名,共收到有效名称方案32517个。在数据统计的基础上经过专家评委投票,由中国科学院批准,正式命名为“悟空”。

来自宁波市天文爱好者协会的林磊是“悟空”提名者之一,他解释“既借助孙悟空的‘火眼金睛’形容探测器识别暗物质,也因‘悟空’与‘嫦娥’、‘天宫’一样均是明显的中国符号”。

神通广大

传闻孙悟空拜菩提祖师为师,习得七十二变、筋斗云等技艺。“悟空”暗物质粒子探测卫星也不遑多让。常进说,卫星有效载荷达1.4吨,整体结构复杂,共包含近8万路电子学信号通道,“这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”。

暗物质粒子探测卫星工程卫星系统总师李华旺说,四种探测器各有所长。比如塑闪阵列探测器采用了中国自主研制的世界最大闪烁体,BGO量能器里有308根中国科学家培养出的世界最长BGO晶体。

“悟空”的本领已得到多方肯定。在方案阶段至正样阶段,它曾赴欧洲核子中心进行了4次束流标定试验。卫星系统副总设计师安琪形容这个过程“就像是拿自己的秤去国家计量单位校准”,最终确定“悟空”观测能段范围覆盖0.5GeV—10TeV。

“悟空”还很“物美价廉”。它的研制费用是已有的阿尔法磁谱仪2号的1/20,是美国FERMI卫星的1/7。

飞天取经

《西游记》里的孙悟空随唐僧历经九九八十一难,从西天取得真经。“悟空”暗物质粒子探测卫星也承载重任,要到茫茫宇宙求证暗物质的存在。

12月17日,“悟空”搭乘长征二号丁型火箭顺利升空,进入高约500千米的太阳同步轨道。李华旺说,接下来将进行卫星在轨测试,“对载荷进行在轨数据测量,确保传下来的数据都是真实准确的”。

根据设想,卫星将围绕地球旋转,四层科学探测器面朝太空,全面接受来自四面八方的高能电子和伽马射线。它日均观测500万个高能粒子,每日传回数据量约16G。

“卫星将观测暗物质粒子和暗物质粒子相互作用。”常进说,比如暗物质湮灭或衰变的产物,反推暗物质的物理性质及空间分布。常进曾研制出小探测器,搭载长期停留大气层上空的气球,观测到高能谱段的“奇异现象”。他期待“悟空”在太空积累更多数据,一旦勾勒出的“伽马射线能谱”反映出与以往类似的谱线极段等特征,意味着获得暗物质粒子存在的强有力证据。

斗战胜佛

“看到‘悟空’这名字,‘天宫一号’肯定心情复杂。”有网友借用“孙猴子大闹天宫”的典故说。不过细读《西游记》可知,孙悟空的结局功德圆满,获封“斗战胜佛”,也就是“最高的悟道者”。

在科学家们看来,发射“悟空”及空间科学先导专项系列卫星并不是要与其他进行空间探索的国家“争霸”,而是源于高技术发展和经济转型的内在动力。“空间科学领域的创新是我国创新驱动发展不可或缺的一部分。”中国科学院国家空间科学中心主任吴季说,空间科学对航天技术、经济社会带来的推动作用显而易见。

根据相应的数据发布办法,“悟空”及其它科学卫星所获数据将会共享。“难以想象如果没有中国的参与,空间天文学领域能否在未来发展得更好。”曾因发现宇宙加速膨胀而获得2011年诺贝尔物理学奖的天文学家布莱恩·施密特在受访时说,他期待与中国及世界各国的空间科学家一起探索宇宙,使科学界乃至人类社会最终受益。

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