“悟空”之后 中国未来5年将再研制发射5颗空间科学卫星

点击：  作者：佚名    来源：观海听涛SOPHIST新浪博客  发布时间:2016-12-13 11:42:06

 

 

      据中青在线１２月１日报道中科院国家空间科学中心消息，继暗物质粒子探测卫星“悟空”、实践十号返回式科学实验卫星、量子科学实验卫星“墨子号”发射升空后，我国还将在未来５年研制发射５颗空间科学卫星。

 

中科院国家空间科学中心主任吴季１日披露，我国“十三五”空间科学任务现已全面启动，争取在２０２０年前后，研制发射爱因斯坦探针（ＥＰ）、先进天基太阳天文台（ＡＳＯ－Ｓ）、全球水循环观测卫星（ＷＣＯＭ）、磁层－电离层／热层耦合小卫星星座探测计划（ＭＩＴ）、太阳风－磁层相互作用全景成像卫星（ＳＭＩＬＥ）等科学卫星。

 

中科院国家空间科学中心主任吴季演讲

 

吴季说，这些空间科学卫星的发射，将在地球空间耦合规律、引力波电磁对应体探测、全球变化与水循环、太阳磁层与爆发活动关系等方面取得原创性成果，有望实现我国空间科学卫星系列的持续、健康发展。

 

当天，中科院还面向全国发起了空间科学任务概念建议的遴选征集。吴季说，瞄准未来１０至１５年我国空间科学发展需求，中科院决定由国家空间科学中心牵头，面向全国空间科学相关研究院所、高等院校及工业部门征集空间科学任务概念建议。参与此次征集并通过遴选的空间科学任务概念建议将获得经费资助。

 

吴季说，此次征集的空间科学任务概念建议须由我国科学家自主原创提出，面向空间科学学科前沿，并有望在基础科学前沿孕育重大科学突破。据他介绍，此次空间科学任务概念建议的征集工作已于即日启动，相关要求已在中科院国家空间科学中心官网发布（ｗｗｗ．ｎｓｓｃ．ａｃ．ｃｎ）。为期一个月的征集结束后，国家空间科学中心将组织专家对征集到的任务概念建议进行遴选，入选建议预计将于２０１７年春节前公布。

 

“爱因斯坦探针”卫星主要用于研究黑洞和引力波

 

据资料，爱因斯坦探针卫星的主要科学目标是：

 

１）通过捕捉黑洞偶或产生的Ｘ射线暂现信号，发现和探测几乎所有尺度上的沉寂的黑洞，它们是宇宙黑洞的主要存在形式。特别是发现星系中心黑洞潮汐摧毁并吞噬恒星产生的Ｘ射线暂现爆发；

 

２）与国际上第二代引力波探测设备相配合，探测引力波爆发源的电磁波对应体并对其精确定位。

 

３）开展最深灵敏度的、高监测频度的大视场时域Ｘ射线监测，实现对暗弱和遥远的高能暂现源的全天普查监测，开展大样本Ｘ射线源的时变的巡天监测。

 

这些科学目标涉及的天体包括：几乎所有尺度的黑洞、引力波源的电磁波对应体、超新星激波暴、活动星系核、中子星、Ｘ射线闪、伽马暴、恒星冕活动等。通过卫星的数据分析，将探究黑洞在宇宙中是否普遍存在，证认引力波暴的天体物理起源并理解其产生的物理过程，揭示强引力场极端物理条件下的过程和规律。卫星的主要科学目标围绕爱因斯坦广义相对论的两个预言——黑洞和引力波，科学影响将涉及大部分的天体物理学分支。其暂现源和爆发源的数据及时发布将产生重要的国际影响。

 

先进天基太阳天文台（ＡＳＯ－Ｓ）的科学目标，是观测和研究太阳磁场、太阳耀斑、日冕物质抛射三者之间的关系，简称“一磁两暴”。

 

 

太阳风示意图

 

为实现这一目标，ＡＳＯ－Ｓ上将搭载３个主要载荷：全日面太阳矢量磁像仪（ＦＭＧ）、莱曼阿尔法太阳望远镜（ＬＳＴ）、太阳硬Ｘ射线成像仪（ＨＸＩ），它们将分别用来观测太阳磁场、耀斑和日冕物质抛射。

 

太阳上的物理现象十分丰富，其中太阳耀斑和日冕物质抛射是太阳上两类最剧烈的爆发现象，对地球空间环境的破坏性最大。现在一般认为，这两种现象均是由太阳磁场引起的。

 

从上世纪６０年代以来，世界各国先后发射了７０多颗太阳探测相关卫星进入太空。中国的太阳物理研究位居世界第二，但用的都是“别人家”的数据。让中国自己的太阳卫星“飞天”显得迫在眉睫。

 

卫星的研制周期一般都很长，从最初的概念提出到最后发射上天一般需要１０到１５年，甚至更长的时间。ＡＳＯ－Ｓ从２０１１年获得预先研究支持起算，到２０１６年４月完成背景型号研究，已经走过了近５年的时间。

 

太阳活动具有１１年的周期。目前太阳处于第２４活动周的下降期，预期太阳活动２５周将于２０２０年左右开始，极大预计在２０２３年至２０２４年。中国科学家团队正全力以赴推进太阳探测卫星计划。他们希望赶在下一个太阳活动峰年的前夕（即２０２１年），将其射入轨道，以完整记录太阳活动第２５周的“太阳风暴”。

 

全球水循环观测卫星（ＷＣＯＭ）计划，将在国际上首次通过利用对水要素敏感的三个主被动微波的传感器联合的探测，实现包括对土壤湿度、雪水当量、地表冻融、海水盐度、海面蒸散与降水等水循环关键要素时空分布的前所未有观测精度和系统性的同步观测；进一步发展基于卫星观测数据的水循环相关模型参数优化方法以改进水循环过程模拟能力，并综合观测和模型以及历史观测数据的校正进行集成分析，揭示全球变化背景下水循环的变化特征与趋势和水循环对全球变化的响应与反馈作用。

 

２０１６年，由我国科学家提出的国际上第一个对全球水循环关键多要素进行同步观测的科学卫星计划——“全球水循环观测卫星”已完成了主被动协同反演和有效载荷关键技术的攻关和试验验证，背景型号研制通过验收，为接下来的工程研制奠定了基础，也为中国科学院空间科学战略性先导科技专项“十三五”科学卫星计划的实施做好了准备，将争取在２０１９～２０２０年发射。

 

这将对人类进一步了解太阳活动对地球等离子体环境和空间天气的影响具有重要的科学意义和应用价值。

 

全球水循环示意图

 

磁层－电离层－热层是相互耦合的圈层，对于人类航天活动的安全及导航／通信系统的正常运行有着重要影响。对该区域的探测研究蕴涵重大的科学意义并具有重要的应用前景，对于深入理解空间天气的一些重要物理过程有着重要意义。

 

“磁层－电离层－热层耦合小卫星星座探测计划（ＭＩＴ）”２０１０年前后在国家民用航天空间科学预先研究的支持下，完成了探测方案和有效载荷配置研究；之后在中国科学院空间科学先导专项支持下完成了背景型号阶段研究，目前正在开展科学目标和有效载荷配置方案的深化论证工作。

 

太阳风—磁层相互作用全景成像卫星（Ｓｏｌａｒ　ｗｉｎｄ　Ｍａｇｎｅｔｏｓｐｈｅｒｅ　Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｅ　Ｌｉｎｋ　Ｅｘｐｌｏｒｅｒ，ＳＭＩＬＥ）是拟于２０２１年发射的科学卫星。

 

磁层位于地球空间的最外层，太阳风与磁层的相互作用是空间天气变化因果链中承上启下的关键环节，是揭示地球空间天气基本规律的前沿课题之一。地球空间由于时变、多成分、多自由度的关联相互作用使得传统的理论分析变得非常困难。发射这一卫星将对人类进一步了解太阳活动对地球等离子体环境和空间天气的影响具有重要的科学意义和应用价值。