11月24日，中國科學院國家空間科學中心召開空間科學先導專項最新亮點成果發布會，集中發布了空間科學衛星任務在宇宙暫現天體、宇宙線傳播、太陽爆發等領域取得的系列重大科學突破。
空間科學發展多點突破
自2011年啟動實施，中國科學院空間科學先導專項已成功研制并發射“悟空”號、實踐十號、“墨子號”、“慧眼號”、“太極一號”、“懷柔一號”、“夸父一號”和“天關”衛星等八項科學衛星任務，取得一系列重大原創成果，創造多項中國第一乃至世界首次。
“作為我國首個系統性支持空間科學研究的計劃，專項標志著我國空間科學創新發展進入‘快車道’，實現了從‘跟跑’‘并跑’到部分領域‘領跑’的歷史性跨越?！敝袊茖W院院士、中國科學院國家空間科學中心主任、空間科學(二期)先導專項負責人王赤說。
15年來，專項集中體現了科學研究不斷向“四極”方向的拓展與深化：極宏觀方面，繪制出中國自主研制設備觀測到的首個X射線全天天圖;極微觀方面，獲得迄今為止世界上最精確的宇宙射線電子、質子、氦核和硼核能譜精細結構;極端條件方面，首次直接測量到宇宙最強磁場，探測到距離黑洞最近的高速噴流;極綜合交叉方面，實現科學、技術、工程的高度融合發展。
在取得科學突破的同時，專項也帶動了尖端有效載荷和衛星平臺技術的跨越式發展。
王赤介紹，我國已突破星地光路對準等關鍵技術，建成國內首個國際水準的X射線標定束線，研制出在國際上領先1~2個數量級的大視場、高靈敏度龍蝦眼X射線望遠鏡，實現衛星平臺與載荷的一體化設計。
值得一提的是，專項還積極開展全方位、多層次的國際合作，開創多個國際合作新范式。“例如，‘微笑’衛星是中國科學院和歐洲空間局(以下簡稱‘歐空局’)首次進行任務級全方位、全周期的深度合作項目;‘天關’衛星由中方主導，歐空局、德國馬普所和法國宇航局共同參與，是歐空局首次以‘機遇任務’的方式參與中國空間科學任務。”王赤表示，通過組建國際科學團隊、推動數據共享，我國正不斷提升科學衛星的國際影響力與效益。
捕獲宇宙神秘信號
“‘天關’衛星發現持續時間長達40天的新型X射線暫現源EP241021a，為理解這類神秘暫現天體提供關鍵線索?！薄疤礻P”衛星首席科學家、中國科學院國家天文臺研究員袁為民介紹，“天關”衛星運行于距地580公里的軌道，搭載7對高靈敏度“眼睛”，它不僅是我國首顆大視場X射線天文衛星，更是全球探索宇宙暫現天體的“獵手”，為人類理解極端宇宙現象提供了全新視角。
“探測到銀河系內X射線暗弱爆發EP240904a，為發現潛伏的恒星級黑洞開辟新途徑。在‘天關’實現‘自主觸發、自動后隨’后首次探測到的超軟X射線閃EP240801a，為研究伽馬暴的多樣性提供了重要線索?！痹瑸槊裱a充道。
“慧眼”衛星，其專業名稱為“硬X射線調制望遠鏡衛星”，但它的使命遠不止于此——掃描銀河系、監視宇宙各種高能爆發及測量黑洞自轉等，都是它的任務?！盎垩邸毙l星首席科學家、中國科學院高能物理研究所研究員張雙南介紹，“慧眼”衛星在地球大氣層的密度測量、銀河系內黑洞吸積爆發的耀發機制、吸積毫秒脈沖星的輻射機制和表面磁場、中子星表面核燃燒的點火位置、最亮伽馬射線暴的最小光變時標等方面，均已取得豐碩成果。
“懷柔一號”的定位是全天監測引力波伽馬暴、快速射電暴高能輻射等高能天體爆發現象，以推動破解黑洞、中子星等致密天體的形成、演化奧秘。
說到“懷柔一號”的科研進展，“懷柔一號”首席科學家、中國科學院高能物理研究所研究員熊少林如數家珍：發現致密星并合產生的伽馬暴中存在新的子類型，拓展了人們對引力波電磁對應體的認知;揭示全新的磁陀星爆發模式，對理解其爆發機制具有重要意義;通過發現一組獨特的周期性粒子沉降事件，深化對近地軌道空間輻射環境的認識。
刷新對宇宙射線和太陽活動認知
“悟空”號除了間接探測暗物質粒子，也研究宇宙線的起源和傳播，而且它不負眾望，還首次發現次級宇宙線硼能譜的變硬結構。簡單來說，就是科學家們第一次非常精確地“稱量”宇宙中一種名叫硼的粒子在不同能量下的數量，結果在一個高能量區域發現，這些硼粒子的數量比之前想象的要“多”一些。
究竟“多”出多少?“在國際上首次實現1TeV/n以上能區次級宇宙線硼能譜的精確測量，以8倍標準偏差高置信度發現其變硬結構?！薄拔蚩铡碧柨茖W團隊負責人、中國科學院紫金山天文臺副臺長范一中解釋，硼能譜指數變化幅度是質子、氦核等初級宇宙線能譜指數變化幅度的兩倍，表明變硬可能源于傳播效應?！八嬖V我們，宇宙射線在銀河系里穿梭時，其傳播的物理過程可能比我們之前想的更復雜。關于硼的精確測量結果，促使科學家們去檢驗和修正現有的理論模型，從而更準確地揭示宇宙射線在浩瀚銀河中的傳播奧秘?！?/span>
“夸父一號”是我國綜合性太陽探測專用衛星，自2022年發射以來，已觀測到超過1800個太陽耀斑，包括高能C級耀斑、X級耀斑和M級耀斑。
“夸父一號”首席科學家代表、中國科學院紫金山天文臺研究員蘇楊介紹，觀測發現高能C級耀斑與日冕物質拋射的關聯率遠低于基于以往結果和傳統模型的預期值，在127例高能C級耀斑中，僅有5例伴隨有日冕物質拋射?！斑@說明，中小等級的高能太陽耀斑極少像傳統理論預測的那樣伴隨日冕物質拋射，這為重新理解太陽爆發的物理過程提供了新線索?！?/span>
從“初啼”到“尋新”，布局前沿任務
王赤透露，“十五五”期間，中國科學院國家空間科學中心將組織實施包含“鴻蒙計劃”、“夸父二號”、系外地球巡天、增強型X射線時變與偏振空間天文臺在內的太空探源科學衛星計劃，力爭在宇宙黑暗時代、太陽磁活動周、系外類地行星探測等領域實現新突破。
“鴻蒙計劃”——聆聽宇宙“嬰兒時期”啼哭。“它是由10顆衛星組成的低頻射電望遠鏡陣列，將會飛往月球背面，以屏蔽所有地球和太陽的噪聲，捕捉來自宇宙深處的微弱信號。”王赤說。
“夸父二號”——“直視太陽”。它將在國際上首次繞行到太陽的極區上空，“凝視”太陽的“北極”與“南極”。王赤介紹：“這里隱藏著太陽磁場活動的終極秘密。讀懂它，就能更早預知太陽風暴的來襲，更懂我們人類生存的地球與太陽的關系。”
系外地球巡天衛星——“尋找地球2.0”?！斑@顆衛星將巡視星河，專門尋找和地球差不多大小、處在宜居帶的‘地球2.0’。”王赤說。
增強型X射線時變與偏振空間天文臺——旗艦型空間天文臺。它的使命是回答極端宇宙條件下的物理規律。
責任編輯：陸迪
