是世界“第一”，也是中國“第三”

“墨子號”升空，中國人成功發射了人類第一顆量子科學實驗衛星，這也是中國第三顆科學衛星。

2010年3月31日，國務院常務會議審議通過了中科院“創新2020”規劃，決定組織實施戰略性先導科技專項。第二年1月，中科院批準實施空間科學戰略性科技先導專項，決定在“十二五”期間，研制暗物質粒子探測衛星、“實踐十號”微重力科學衛星、量子科學實驗衛星和硬X射線調制望遠鏡衛星，并在“十二五”末和“十三五”初相繼發射。中科院希望通過發射這些具有先進科學目標的科學衛星，實現我國在基礎科學前沿領域的突破和進展。

2015年12月17日，中國空間科學衛星系列首發星——暗物質粒子探測衛星“悟空”，帶著去太空尋找暗物質存在證據的使命順利升空。

2016年4月6日，中國首顆微重力科學實驗衛星“實踐十號”返回式科學實驗衛星成功發射，并于12天后帶著19項科學實驗結果成功返回，成為我國迄今為止承載空間科學實驗項目及種類最多的單次衛星任務。

隨著量子科學實驗衛星成功發射升空，硬X射線調制望遠鏡衛星也將于下半年擇機發射，中國將全面開啟空間科學探索新時代。

在今年3月，中科院組織國內專家編寫的我國《2016～2030年空間科學規劃研究報告》中提出了23個空間科學計劃，包括“黑洞探針”計劃、“天體號脈”計劃和“鏈鎖”計劃等，至2030年預期要發射20顆左右的科學衛星。

暗物質粒子探測衛星“悟空”

“悟空”是我國發射的首顆科學實驗衛星，也是目前世界上觀測能段范圍最寬、能量分辨率最優的暗物質粒子探測衛星，它的復雜度和工程實現難度都遠超以往。它可以測量入射粒子的電荷數、入射方向及入射能量，進而區分入射粒子的種類。根據探測得到的數據，我們就有可能反推出暗物質存在的證據。

暗物質到底是指什么呢？舉一個生活中的例子：用繩子牽引一個物體旋轉時，人會感覺到，旋轉速度越快繩子繃得越緊，這是因為物體旋轉需要更大的向心力。而宇宙中天體旋轉時，提供旋轉的向心力就是引力。1933年，加州理工學院的天體物理學家弗里茨·茲威基卻發現了星系之間相互繞轉軌道有著巨大的異常。他通過天文觀測，估算出星系間的相對運動速度、星系的質量，進而得到它對于其他星系的引力。這些星系的運動速度都很快，以至于引力無法將它們束縛在同一個星系團中。理論上，這個星系團必定會四處飛散，很快被徹底摧毀。如果再回到用繩子旋轉的例子，那么繩子將無法承受這樣的速度而被甩斷。

于是，茲威基作出推測：星系團中一定充滿了某種“暗物質”，它們的引力足夠強，可以把星系團束縛在一起。這種看不見的物質，指的是電磁相互作用很弱甚至沒有的物質。但它們能產生足夠大的引力，因此，即使看不見，科學家們通過努力也找到了觀測這些“暗物質”的方法。到20世紀70年代，所謂暗物質幾乎彌漫于所有星系團甚至單個星系中已為學界所知。到21世紀初，學界已經知道暗物質會對遙遠星系的光線產生引力透鏡效應。現在，這些透鏡效應被用來探測宇宙中暗物質的分布。

根據科學家們的研究，在宇宙目前的總質量的大致占比中，暗能量占68.3%，暗物質占26.8%，而構成你、我、行星、恒星和星系的普通物質（或者叫重子物質）則僅占4.9%。

那么，為什么這顆衛星命名為“悟空”？據說科學家們期待它像那本領通天的齊天大圣一樣有著身入險境的勇氣，用“火眼金睛”在茫茫太空中識別暗物質的蹤影，并去“領悟太空”，最終跟斗戰勝佛一樣取得暗物質的真經。

返回式科學實驗衛星“實踐十號”

太空遙遠而神秘，而只有在太空，才能獲得持續的微重力環境。在微重力，也就是通常說的“失重”環境下，能觀察到很多在地球上無法觀測到的獨特現象。因此，這種極端的物理條件可以允許科學家們探索更多的未知和可能。

2016年4月6日1時38分，我國首顆微重力科學實驗衛星——實踐十號返回式科學實驗衛星，在酒泉衛星發射中心由長征二號丁運載火箭發射升空，并進入預定軌道。

實踐十號于2012年12月31日正式立項，是我國空間科學先導專項首批科學實驗衛星中唯一的返回式衛星。其科學目標是研究、揭示微重力條件和空間輻射條件下物質運動及生命活動的規律，并取得極具創新的科技成果。

據報道，我國將在2020年前后開始空間站的建設，因此這里會有一個疑問：為何還要發射一顆衛星來進行微重力實驗？專家解釋：實踐十號能為科學實驗提供比載人空間站更好的環境，即實踐十號可以提供更優的“微重力”環境。數據顯示，實踐十號的微重力水平是地球表面重力的10^-4g，而太空站上的微重力水平是地球重力的10^-3g。實踐十號整體為柱錐組合體形狀，高約5.2米，直徑超過2米，盡管是一顆中等大小的衛星，但比起空間站有較高的機動性。

目前世界上只有俄羅斯和我國把返回式衛星技術運用到科學衛星上。和人們熟知的氣象、通信等應用衛星不同，作為一顆科學實驗衛星，實踐十號只有15天的壽命，并分為留軌艙和回收艙兩部分。其中，8項流體物理和燃燒實驗將在留軌艙內進行，另外11項科學實驗將在回收艙進行。

實踐十號利用太空中微重力等特殊環境完成19項科學實驗（從200多項申請中脫穎而出），涉及微重力流體物理、微重力燃燒、空間材料科學、空間輻射效應、重力生物效應、空間生物技術六大領域。

這些看似遙遠而抽象的項目究竟與我們未來的生活有著怎樣的關系呢？

以其中的燃燒試驗為例，導線絕緣層和典型非金屬材料這兩個微重力燃燒實驗，就是針對載人航天器當前最令人頭疼的防火問題而設計。內部起火是衛星、飛船、載人航天器等面臨的主要威脅之一。實踐十號所搭載的兩項燃燒實驗，正是要觀察微重力條件下材料著火、燃燒以及煙氣析出的規律，并對比重力條件下的燃燒規律，為建立我國自己完整的航天防火規范服務。

另外，實踐十號所搭載的生物實驗，其中諸如體態輕盈的果蠅、上千只蠶卵等生物實驗樣本，雖然小，卻有望為人類的未來之路——哺乳動物能否在太空正常繁衍——提供更多線索和答案。以實踐十號搭載的小鼠早期胚胎為例，科學家希望以小鼠胚胎為研究對象，培養并顯微實時跟蹤觀察，看它在微重力環境中能否和在地球上一樣正常發育。

這19項實驗全部是我國最新的探索，具有自主知識產權，為我國從航天大國向航天強國轉變作出了重要貢獻。

（來源：雷鋒網、新華網）