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【人民日报】中科院国家空间科学中心发布一批重大成果

涉及空间引力波探测、空间生命科学、黑洞和太阳爆发等领域

2021-07-21 人民日报 吴月辉
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图①:“太极一号”模拟图。图②:“实践十号”模拟图。图③:“慧眼”模拟图。中科院国家空间科学中心供图

  空间引力波探测、微重力科学实验、黑洞爆发观测……“太极一号”“实践十号”“慧眼”3颗卫星的最新重大科学成果20日集中发布。

  中科院空间科学战略性先导科技专项启动实施以来,研制和发射的一系列科学卫星已取得重大原创科学成果,未来还将陆续发射空间科学卫星,持续探索浩瀚宇宙。

  7月20日,中国科学院国家空间科学中心对“太极一号”“实践十号”“慧眼”3颗卫星的最新重大科学成果进行了集中发布。

  此次发布的成果来自我国首颗空间引力波探测技术实验卫星“太极一号”,我国首颗微重力科学实验卫星“实践十号”和我国首颗大型X射线天文卫星“慧眼”,涉及空间引力波探测科学目标研究及其关键技术验证、微重力和空间生命科学、黑洞和太阳爆发等领域。这3颗卫星均由中科院空间科学战略性先导科技专项部署。

  “太极一号”

  可更快更准定位引力波波源位置

  “太极一号”卫星是中国科学院空间科学(二期)战略性先导科技专项首发星,于2019年8月31日在酒泉卫星发射中心成功发射,并于2020年1月完成在轨交付。

  第一阶段在轨测试和数据分析结果表明,“太极一号”已圆满完成全部预设实验任务,实现了我国迄今为止最高精度的空间激光干涉测量,完成了国际首次微牛量级射频离子和霍尔两种类型电微推技术的全部性能验证,并率先实现了我国两种无拖曳控制技术的突破,达到我国最高水平。

  中科院院士、“太极一号”首席科学家吴岳良介绍:“这些指标的实现验证了空间引力波探测核心技术的可行性,迈出了我国空间引力波探测的第一步,为我国在空间引力波探测领域率先取得突破奠定了基础。”

  特别值得一提的是,“太极一号”团队在国际上首次提出了利用“太极—LISA”进行联网观测的建议,有望将哈勃常数的准确度提高到5‰,可对引力波波源的位置进行更快更准的定位,提升精度达4个量级。

  “实践十号”

  首次实现哺乳动物胚胎太空发育

  随着人类太空探索进程的加速和深入,哺乳动物能否在太空完成生命孕育和后代繁衍成为科学界及公众关注的问题。

  此次,“实践十号”卫星开展的28项微重力和生命科学实验中,有15项是在国际上首次开展。实验首次实现了在微重力条件下细胞胚胎至囊胚的发育,揭示了影响太空哺乳动物早期胚胎发育的关键因素。

  “研究同时也揭示了太空辐射的危害,为保障人类今后的太空活动中生殖健康提供科学依据,并为我国下一步开展空间生命孕育奠定了基础。”中科院动物研究所研究员、“实践十号”卫星科学应用系统副总师段恩奎说。

  研究人员还通过在微重力环境下开展颗粒流体实验,获取了颗粒分聚现象的微观结构和动力学关联。

  中科院理论物理研究所研究员厚美瑛说:“颗粒物质团簇形成机制与地球物理过程有关,如滑坡、雪崩和小行星上表面石块分布。研究有助于探索是否可能建立空间颗粒输运、存储新方法,服务于人类对于星球表面活动的探索。此外,颗粒混合物在振动或剪切作用下的分聚对于许多需要混合或分离的工业过程具有重要借鉴意义。”

  “慧眼”

  首次清晰观测黑洞双星爆发过程全景

  当天,我国自主研制的第一颗空间X射线天文卫星“慧眼”也发布了最新成果。

  中科院高能物理研究所天体中心主任、“慧眼”卫星首席科学家张双南介绍,“慧眼”首次清晰观测到了黑洞双星爆发过程的全景,揭示了黑洞双星爆发标准图像的产生机制;完整探测到了第24太阳活动周最大耀斑的高能辐射过程,获得了耀斑过程中非热电子的谱指数演化,为理解太阳高能辐射随时间演化提供了新的观测结果。

  空间科学以航天器为主要平台,研究发生在日地空间、行星际空间乃至整个宇宙空间的物理、化学以及生命等自然现象及其规律,占据自然科学前沿,引领技术颠覆创新,牵引未来产业革命,保障国家空间安全。

  2010年,国务院第105次常务会议批准中国科学院组织实施战略性先导科技专项,2011年1月,空间科学战略性先导科技专项作为首批专项之一正式启动实施。

  中科院院士、中科院国家空间科学中心主任王赤介绍:“专项围绕着宇宙和生命如何起源与演化,太阳系与人类的关系两大科学主题,以重大原创科学成果产出为目标,研制和发射一系列专用科学卫星。专项一期研制的‘悟空’‘墨子号’‘实践十号’和‘慧眼’科学卫星已取得系列重大原创科学成果,开创了众多的中国第一和世界第一。”

  专项二期也已于2018年5月底正式立项启动,在“太极一号”和“怀柔一号”卫星的基础上,还部署了先进天基太阳天文台、爱因斯坦探针和太阳风—磁层相互作用全景成像卫星等空间科学卫星计划,目前正在开展工程研制,将在未来2—3年内陆续发射,有望在太阳爆发活动、时域天文学和日地关系等方面取得重大突破。

  王赤透露,正在制定空间科学面向2035年发展规划,将围绕最具重大科学发现的科学热点领域,研制发射引力波探路者、暗物质探测、太阳立体成像、地球多圈层耦合探测等科学卫星,开启对系外行星、日地全景、时空涟漪和极端宇宙的前瞻探索。

  (原载于《人民日报》 2021-07-21 12版)

打印 责任编辑:侯茜

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