新华社发(任晖摄)
昨天4时14分,我国在西昌卫星发射中心成功发射引力波暴高能电磁对应体全天监测器卫星
这是北京怀柔综合性国家科学中心空间科学实验室挂牌后的首个科学卫星发射任务,该卫星也被命名为“怀柔一号”
“怀柔一号”科学卫星将全天监测引力波伽马暴、快速射电暴高能辐射等高能天体爆发现象,推动破解黑洞、中子星等致密天体的形成、演化奥秘
揭秘1
何为引力波和伽马暴
在宇宙中,两颗中子星发生猛烈碰撞,释放出剧烈的伽马射线,形成巨大的伽马暴。同时,还有一股能量扰动着弯曲的宇宙时空,这股能量就是引力波。引力波和伽马暴都携带着丰富的物理信息,可以帮助科学家了解宇宙的奥秘。然而,这些爆发现象在宇宙空间会随机、随时出现,并且持续时间通常只有分钟、秒甚至毫秒量级。如果有卫星在太空中时刻“监控”,就能帮助人们尽快发现各类高能天体爆发现象。
此次发射的卫星就担负了“监控”使命。它由两颗小卫星组成,采用共轭轨道的星座布局,将全天监测引力波伽马暴、快速射电暴高能辐射,特殊伽马暴和磁星爆发等高能天体爆发现象,推动破解黑洞、中子星等致密天体的形成和演化,以及双致密星并合的奥秘。此外,卫星还将探测太阳耀斑、地球伽马闪和地球电子束等日地空间高能辐射现象,为进一步研究其物理机制提供科学观测数据。
揭秘2
为何命名“怀柔一号”
此次发射是北京怀柔综合性国家科学中心空间科学实验室挂牌后的首个科学卫星发射任务,中国科学院与北京市人民政府共同将该卫星命名为“怀柔一号”。投入使用后,“怀柔一号”卫星的探测数据将下传到位于怀柔科学城的中科院国家空间科学中心,供科学家开展科学研究。“怀柔一号”卫星还有一个萌萌的昵称——“极目”,两颗小卫星“小极”和“小目”分布于地球两侧,犹如二“目”观测黑洞、中子星等致密天体的剧烈爆发现象,并发布观测警报,引导国内外科学家利用各类望远镜开展观测。
“怀柔一号”卫星由中国科学院空间科学二期先导专项部署研制,该专项是中科院“率先行动”计划的重要组成部分。此前的一期专项已经成功发射了“悟空”“墨子”“慧眼”“实践十号”等科学卫星,有力推动了我国空间科学、空间技术、空间应用的发展。2019年8月31日,二期专项首颗技术验证卫星——微重力技术实验卫星“太极一号”成功发射,迈出我国空间引力波探测奠基性的第一步。
卫星示意图。中国科学院高能物理所供图
揭秘3
如何“通风报信”
“怀柔一号”卫星系统载荷总师李新乔说,单颗近地天文卫星受地球遮挡无法实时观测整个宇宙天区,而“怀柔一号”采取双星联合的方式。两颗小卫星在轨飞行,实现了全时全天的视场覆盖。此外,“怀柔一号”卫星选择了相对较小的29度倾角,在位于600千米高的圆轨道运行,这样可以较好地避开地球辐射带、南大西洋高能粒子聚集异常区等背景信号过高的区域。加上自身产生的背景信号水平也较低,保证了其对弱天体源光子信号的收集和探测能力。李新乔自豪地说,“怀柔一号”卫星将是未来几年内在轨运行监测伽马暴灵敏度最高的天文卫星。
一旦发现引力波情报,“怀柔一号”又如何“通风报信”呢?“怀柔一号”卫星科学应用系统副总师郑世界介绍,我国自主研制并建立了星地信息传递链路,能够把卫星上探测到的重要事件信息通过“短信”方式实时发送到地面,启动快速处理。
引力波发生后,伽马暴产生的高能辐射扫过地球,其高能光子将被“怀柔一号”卫星探测到;一旦高能光子流量超过设定的触发阈值,卫星会自动开展分析计算,得到具体信息,包括发生的时间、方位、强度等,并立即将这些信息以及关键数据发送给星间链接系统,最快在2分钟内就能下传到地面。