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“悟空”上太空 寻找暗物质
2015-12-18 00:53:00
 

  原标题:“悟空”上太空 寻找暗物质

  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名为“悟空”的暗物质粒子探测卫星送入太空。图为火箭发射全过程(由左至右,由上至下)。 新华社发

探测卫星“悟空”效果图

  北京晨报讯(记者 韩娜)“悟空”一飞冲天,这次不是为了“找神仙”,而是用它的火眼金睛探测“暗物质”。昨天,我国成功发射首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”,我国空间科学研究又向遥远的星空迈进一步。昨天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一颗暗物质粒子探测卫星发射升空,卫星顺利进入预定转移轨道。

  科学难题暗物质

  暗物质既不带电荷,也没有磁场的相互作用,它能像幽灵一样穿过障碍物,且不被我们看到或感知到。对于大多数参与暗物质粒子探测卫星研制工作的科学家来说,它像一位素未谋面的朋友,既陌生又熟悉。“悟空”将让人们共同感悟空间科学之美,感知、领悟并解释暗物质的空灵之境,使得暗物质探测这一世界性的重大科学前沿难题进入普通公众的视野。

  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。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。

  取名“悟空”有深意

  此次发射的暗物质粒子探测卫星由中科院微小卫星创新研究院研制,中科院紫金山天文台等科研单位共同参加有效载荷、科学应用等工程项目研制工作。用于发射的长征二号丁运载火箭由中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院研制,这是长征系列运载火箭的第221次飞行。

  这颗被赋予重要使命的卫星,其“悟空”的名字颇有深意。12月16日下午,中国科学院国家空间科学中心宣布将暗物质粒子探测卫星命名为“悟空”。悟空是中国古典名著《西游记》中齐天大圣的名字,“悟”有领悟的意思,“悟空”有领悟、探索太空之意;另一方面,悟空的火眼金睛,犹如暗物质粒子探测卫星的探测器,可以在茫茫太空中,识别暗物质的踪影。

  “悟空”怎样大展神通?

  “它体积虽小,功能却非常强大。”暗物质卫星首席科学家、紫金山天文台副台长常进介绍。

  卫星系统总设计师李华旺介绍,卫星由4个科学探测有效载荷组成,分别是塑闪阵列探测器、硅阵列探测器、BGO量能器和中子探测器,共同构成一个高能粒子探测器望远镜。4个探测器由上到下摞在一起,就像一个四层“大蛋糕”,它们各司其职,又联合执行任务,可以高精度地测量入射粒子的种类、方向、能量和电荷。

  进入太空后,“悟空”将在500公里太阳同步轨道上运行。它将采取两种观测模式:在头两年采用巡天观测模式,由于暗物质可能存在于全天区的任何区域,所以第一阶段对全天扫描;两年后卫星转入定向观测模式,根据全天区探测的结果分析出暗物质最可能出现的区域,并针对这些区域开展定向观测。卫星每天将传回约16G数据量,地面100余人的科学家团队将对数据展开分析研究。首批科学成果可能在6个月至1年后发布。据新华社

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  为什么要寻找暗物质?

  中科院国家空间科学中心主任吴季说,由于人类还不了解暗物质,不得已才称它们“暗”,一旦发现了它们是什么,并且随着研究的深入,新发现的粒子就会有很多名字。“暗”只是阶段性的名字,也充分体现了人类还不了解它。

  对于找到暗物质,科学家已经等待了数十年。通过一系列实验和观测,科学家们或许距离破解暗物质这个宇宙谜团只有一步之遥了。

  ●宇宙中95%以上是暗物质和暗能量,暗物质占26.8%。暗物质不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用,它无法用任何光学或电磁观测设备直接“看”到。

  ●暗物质难以探测,还在于它密度小、速度快,难以捕捉。科学家测算,暗物质粒子每秒的运动速度为220千米,是56式半自动步枪子弹出膛速度的300倍。

  ●暗物质应该来自于宇宙大爆炸。在宇宙早期某一个时刻,宇宙温度非常高,粒子能量非常强,它们剧烈碰撞,在这种相互作用下,包括暗物质在内的各种各样的物质由此产生。

  ●暗物质是促使宇宙膨胀时在自身引力下形成特定结构的首要物质类型。它播下了宇宙丝状结构的种子,随后可见物质才聚集在一些由暗物质建立起来的引力点上,并最终形成了星系。

  ●暗物质对生命来说是绝不可少的。假如没有暗物质的引力作用,我们所在的银河系将永远无法在宇宙大爆炸后的膨胀过程中坍缩形成。那样的话,现在既没有太阳,也没有地球,更没有你我……

  ■小档案

  “悟空”是一颗

  怎样的卫星?

  【它有多大?】

  长、宽、高分别1.5米、1.5米、1.2米,比一张办公桌大不了多少。

  【它有多重?】

  这颗卫星整体质量为1.85吨,有效载荷质量为1.4吨。

  【它在哪发射?】

  中国酒泉卫星发射中心。

  【它的寿命多长?】

  3年以上。

  【它被谁送上太空?】

  由中国航天科技集团研制的长征二号丁型火箭。这是长征二号丁运载火箭执行的第26次飞行任务,该型火箭保持了百分之百的成功率。

  【它的轨道高度是多少?】

  500公里。

  【它有何独到之处?】

  它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,超过国际上所有同类探测器。

  【它在太空怎么工作?】

  通过探测宇宙中高能粒子的方向、能量以及电荷大小来间接寻找和研究暗物质粒子。据新华社

  (来源:北京晨报)


编辑:小微

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来源 | 北京晨报

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