我国成功发射暗物质粒子探测卫星

[video:酒泉:我国暗物质粒子探测卫星发射成功]

我国成功发射首颗暗物质粒子探测卫星

12月17日8时12分,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发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功,标志着我国空间科学探测研究迈出重要一步。

今天上午8 时12分,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,卫星顺利进入预定转移轨道。此次发射任务圆满成功,标志着我国空间科学研究迈出重要一步。

作为中国科学院空间科学战略性先导科技专项首批立项研制的4颗科学实验卫星之一,暗物质粒子探测卫星是我国第一颗完全由中科院研制、生产的卫星,也是我国空间科学卫星系列的首发星。

“悟空”暗物质粒子探测卫星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,是我国第一颗由中国科学院完全研制、生产的卫星,也是目前世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星。

其中,中科院国家空间科学中心负责暗物质粒子探测卫星工程大总体工作;中科院微小卫星创新研究院负责卫星系统抓总并承担卫星平台的研制,紫金山天文台负责有效载荷抓总研制,中国科技大学、高能物理研究所、近代物理研究所、国家空间科学中心等参加;国家空间科学中心牵头负责地面支撑系统研制、建设和运行,遥感与数字地球研究所等参加;紫金山天文台负责科学应用系统研制、建设、运行。

中科院国家空间中心主任吴季介绍,卫星入轨姿态比预想的更为精确,预计发射4天后各科学载荷将陆续加电运行,发射8天后将回传第一批可供分析的物理数据。

用于此次发射的长征二号丁运载火箭由中国航天科技集团所属上海航天技术研究院负责研制。这是长征系列运载火箭的第221次飞行。

暗物质粒子探测卫星系统总设计师、微小卫星创新研究院研究员李华旺介绍,暗物质粒子探测卫星的重量为1850公斤,其中载荷为1410公斤。卫星功耗为560瓦,轨道为太阳同步轨道,高度500公里,每天平均可观测500万个高能粒子。

暗物质粒子探测卫星工程包括立项论证、工程研制、在轨运行三个大阶段。其中2011年为立项论证,2012年至2015年为工程研制,2015年至2018年在轨运行。其三个主要科学目标分别是:通过在空间高分辨、宽波段观测高能电子和伽玛射线寻找和研究暗物质粒子,在暗物质研究这一前沿科学领域取得重大突破;通过观测TeV以上的高能电子及重核,在宇宙射线起源方面取得突破;通过观测高能伽玛射线,在伽玛天文方面取得重要成果。

卫星上装载的暗物质粒子探测器,将在太空中开展高能电子及高能伽马射线探测任务,探寻暗物质存在的证据,研究暗物质特性与空间分布规律。其科学目标是在空间高分辨、宽波段观测高能电子和伽玛射线寻找和研究暗物质粒子;通过观测TeV以上的高能电子及重核,在宇宙射线起源方面取得突破;通过观测高能伽玛射线,在伽玛天文方面取得重要成果。

暗物质粒子探测卫星工作轨道为高约500千米的晨昏太阳同步轨道。卫星采用了载荷平台一体化的创新设计,有效载荷质量1410公斤,平台质量440公斤,载荷平台比达3.2:1。根据载荷特点,卫星借鉴哈勃望远镜的设计理念,采用以载荷为中心的设计方案,暗物质粒子探测器位于整星中心,电子学机箱及平台各单机均布于探测器周围的隔板上,是国内首次采用。

暗物质和暗能量,被科学家们称为“笼罩在21世纪物理学上的两朵乌云”。目前,我国和世界各国已着手筹建或实施多个暗物质探测实验项目,其研究成果将可能带来基础科学领域的重大突破。

暗物质粒子探测器属于大型空间高能设备,由塑闪阵列探测器、硅阵列探测器、BGO量能器、中子探测器四个子载荷联合执行探测任务。整个探测器有42000路电子学读出电路,168路高压电源,接近8万路探测器通道数。暗物质粒子探测卫星要将所有探测器及其电子学安装在1个立方米的空间内,技术难度超过我国目前所有的上天高能探测设备。

“暗物质之所以‘暗’,是因为人类无法‘看’到它。”采访中,暗物质粒子探测卫星中子探测器主任设计师、紫金山天文台研究员马涛告诉《中国科学报》记者,暗物质不与光发生作用,不带电荷也没有电磁场相互作用,普通光学观测方法根本无法使人目睹其真容。

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