“天关”卫星EP240904a艺术想象图。中国科学院国家空间科学中心供图
■本报记者 倪思洁
11月24日，中国科学院国家空间科学中心召开空间科学先导专项最新亮点成果发布会，集中发布了空间科学卫星任务在宇宙暂现天体、宇宙线传播、太阳爆发等领域取得的系列重大科学突破。
“专项实施以来，我国空间科学呈现出多点突破、集群迸发的强劲发展态势。”发布会上，中国科学院院士、中国科学院国家空间科学中心主任、空间科学（二期）先导专项负责人王赤说。
2011年1月，中国科学院空间科学先导专项启动实施，已完成了8项科学卫星任务，分别是“悟空”号、实践十号、“墨子号”、“慧眼号”、“太极一号”、“怀柔一号”、“夸父一号”和“天关”卫星。
记者从发布会上获悉，目前，处于工作状态的空间科学卫星任务共有5个；未来5年，至少将新增4个新科学卫星任务，其中包括一颗以寻找第二个地球为目标的卫星。
“中国科学院在部署新的空间科学任务。我判断，未来10年左右，中国将处于世界领先水平。”德国图宾根大学教授安德烈亚·圣安杰洛说。
3颗“超役星”，原创成果独特
“悟空”号是我国首颗空间暗物质粒子探测卫星，于2015年12月17日发射，设计寿命为3年。
“目前，卫星状态优异，下个月将迎来10周岁生日。”中国科学院紫金山天文台副台长范一中说。
今年5月，“悟空”号利用卫星前8年观测数据，在国际上首次获得了TeV/n（万亿电子伏特每核子数）能区最精确的次级宇宙线硼核能谱，对揭示宇宙射线传播机制有重要意义。
“慧眼号”是我国研制的首颗X射线天文卫星，于2017年6月15日发射，设计寿命为4年。
“目前，卫星运行稳定，2025年对地球、黑洞、中子星和伽马射线暴等天体和现象的研究取得系列成果。”“慧眼号”首席科学家、中国科学院高能物理研究所研究员张双南说。
他介绍，2025年，已经8岁的“慧眼号”卫星独立测量了地球中高层大气的密度，填补了这一范围的测量空白，而且测量结果挑战现有的大气密度模型。此外，卫星还取得了银河系内黑洞吸积爆发的耀发机制、吸积毫秒脉冲星的辐射机制和表面磁场、中子星表面核燃烧的点火位置、最亮伽马射线暴的最小光变时标等系列成果。
今年12月，“怀柔一号”将迎来5岁生日。它于2020年12月10日发射，设计寿命不小于3年。
“2025年，‘怀柔一号’从宇宙深处到近地空间均取得了原创科学成果，深化了人们对遥远宇宙极端天体和近地空间辐射环境的认识。”“怀柔一号”首席科学家、中国科学院高能物理研究所研究员熊少林说。
熊少林介绍，2025年，“怀柔一号”发现致密星并合产生的伽马暴中存在新的子类型，拓展了人们对引力波电磁对应体的认知；揭示全新的磁陀星爆发模式，对理解其爆发机制具有重要意义；通过发现一组独特的周期性粒子沉降事件，深化了对近地轨道空间辐射环境的认识。
两颗“在役星”，挑战传统模型
“夸父一号”是我国首颗综合性太阳探测专用卫星，于2022年10月9日发射，设计寿命不少于4年。
2025年，“夸父一号”观测发现，高能C级耀斑与日冕物质抛射的关联率，远低于基于以往结果和传统模型的预期值。
“这个发现改变了以往认知，但为理解太阳爆发提供新的突破口，为科学家破解太阳爆发机制和高能粒子起源提供了新线索。”中国科学院紫金山天文台研究员苏杨说。
“天关”卫星是我国首颗大视场X射线天文卫星，于2024年1月9日发射，设计寿命为5年。
“目前‘天关’卫星已探测到165例高显著性X射线暂现源。”“天关”卫星首席科学家、中国科学院国家天文台研究员袁为民说。
他介绍，“天关”卫星发现新型X射线暂现源EP241021a，为理解这类神秘暂现天体提供关键线索；探测到银河系内X射线暗弱爆发EP240904a，为发现恒星级黑洞开辟新途径；实现“自主触发、自动后随”后首次探测到的暂现源EP240801a，对传统伽马暴分类提出了挑战。
未来5年，新增4个卫星任务
“15年来，专项集中体现了科学研究不断向‘四极’方向的拓展与深化。”王赤说，专项在极宏观方面，绘制出中国自主研制设备观测到的首张X射线全天天图；极微观方面，获得了迄今为止世界上最精确的宇宙射线电子、质子、氦核和硼核能谱精细结构；极端条件方面，首次直接测量到宇宙最强磁场，探测到距离黑洞最近的高速喷流；极综合交叉方面，实现了科学、技术、工程的高度融合发展。
他介绍，除了即将发射的“微笑”卫星，“十五五”期间，中国科学院国家空间科学中心将聚焦宇宙起源、空间天气起源、生命起源等重大前沿问题，组织实施包含“鸿蒙计划”、“夸父二号”、系外地球巡天卫星、增强型X射线时变与偏振空间天文台4个任务在内的太空探源科学卫星计划，力争在宇宙黑暗时代、太阳磁活动周、系外类地行星探测等领域实现新突破。
其中，“鸿蒙计划”是聆听宇宙“婴儿时期”啼哭的卫星计划。它由10颗卫星组成低频射电望远镜阵列，将会集体飞往月球背面，屏蔽所有地球和太阳的噪声，捕捉来自宇宙深处的微弱信号，并揭开宇宙大爆炸后第一颗恒星出现前持续几亿年混沌时光的奥秘。
“夸父二号”将在国际上首次绕行到太阳的极区上空，凝视太阳的“北极”与“南极”，探索太阳磁场活动，预知太阳风暴，并理解人类生存的地球与太阳的关系。
系外地球巡天卫星的目标是巡视星河，寻找和地球差不多大小、处在宜居带的第二个地球，即“地球2.0”。
增强型X射线时变与偏振空间天文台的使命，是观测宇宙中的“极端禁区”，如黑洞的视界边缘、中子星的炽热表面，研究极端条件下的物理规律。
“通过这些空间科学卫星任务的扎实推进，中国空间科学将在更多方向上实现从‘并跑’向‘领跑’的跨越，持续产出更多关键性、原创性、引领性重大科技成果，有力支撑高水平科技自立自强，实现我国空间科学、空间技术、空间应用全面发展，为航天强国和科技强国建设作出标志性贡献。”王赤说。
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