天宫二号伽马暴偏振探测仪已探测52个伽马暴 超越设计目的

距2016年9月15日22时04分“天宫二号”发射升空已过去两年,彼时“天宫”与圆月遥相对望的一幕仍在眼前,此时已迎来成果大检验。作为我国第一个真正意义上空间实验室,天宫二号除了验证航天员中期在轨驻留,还安排了14项体现国际科学前沿和高新技术发展方向的物理学前沿科学、空间科学实验、空间应用与技术试验及51件载荷设备,是目前我国载人航天工程历次任务中开展应用项目最多、最繁忙的一次。

天宫二号发射两周年:“高冷”处见真实力

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太空实验“管家”忙

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资料图:“天宫二号”模型。中新社记者韩海丹摄

天宫二号在轨飞行期间,有效载荷运控中心,数据利用中心,空间环境预报中心等地面系统运行正常,对有效载荷实施了高效的运营管理,提供了优质的数据服务和空间环境保障支持。有效载荷运控中心主任郭丽丽介绍,有效载荷运控中心作为太空实验“大管家”,规划安排空间试验,控制载荷在轨运行,监视载荷健康状态,是科学家与空间科学实验、技术试验之间的桥梁和纽带,在保障各项任务的顺利开展中起到了重要的作用。

天宫二号空间冷原子钟功能结构与工作原理。中科院供图

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位于有效载荷运控大厅的我国首个基于虚拟现实技术的“遥科学实验平台”,在空间实验室长期无人照料的情况下,支持地面科学家以实验室类似的方式介入空间试验,一边观察实验现象,一边调整优化实验参数,大大提高了空间试验的效率和质量,是目前国际上支持太空科学实验最有效的方式。

天宫二号空间实验室上进行的各类实验多达10余项,是历次载人航天任务重应用项目最多的一次。在这些实验中,有3个空间物理领域的项目,可以说是高、精、尖的典型代表,实验内容均属于国际科学前沿,科学意义重大。

搭载天宫二号空间实验室的长征二号FT2运载火箭,在中国酒泉卫星发射中心点火发射。中新社发孙浩摄

同时,得益于先进的地面支持系统和基于人工智能技术的任务规划系统,运控中心能够合理计算、安排载荷工作窗口,为各项空间实验调配资源,消解冲突,保障了科学实验与技术试验的有效、高效开展。至今为止,有效载荷运控中心累计安排空间试验任务2万余次,控制指令10万余条,获取数据达几百TB,目前有效载荷状态良好。

原子钟是卫星导航定位系统的核心设备。但目前应用于空间的热原子钟性能已接近极限,制约了导航定位系统性能的进一步提高。

中国载人航天工程应用成果情况介绍会9月26日在北京举行。中科院高能物理研究所研究员、中国科学院粒子天体物理重点实验室主任、伽马暴偏振探测实验首席科学家张双南在会前接受采访时表示,天宫二号伽马暴偏振探测仪在轨运行半年探测到55个伽马暴,伽马暴探测率达100个/年,超过设计指标,是国际上伽马暴探测率最高的探测器之一。

多角度宽波段成像仪能力强、应用广

“我们突破了热原子钟的局限,满足诸如深空探测、基本物理常数测量、引力波测量等空间科学探索活动对空间超高精度时间频率基准的需求。”中国科学院上海光学精密机械研究所研究员、空间冷原子钟分系统主任设计师刘亮说。

据介绍,伽马射线暴是宇宙深处大质量恒星爆发产生黑洞伴随的相对论喷流中产生的强烈伽马射线暴发现象。POLAR通过系统性、高精度地测量伽马暴的偏振性质,在伽马暴的物理机制研究上取得了突破性进展,还将利用伽马暴研究基础物理理论。

由中国科学院上海技术物理研究所研制的新型地球观测仪器——多角度宽波段成像仪,在国内率先实现了多角度光学偏振遥感技术新体制,填补了我国天基多角度光学偏振成像的空白。项目负责人殷德奎讲到,多角度宽波段成像仪的技术体制先进,探测性能出色,拥有在国际水色遥感仪器地面分辨率最高、国内海洋遥感载荷灵敏度最高等能力。

近年来,空间冷原子钟的研制成为各国竞争的焦点。中科院上海光机所十年一剑,提出了空间冷原子钟总体技术路线,攻克了多项关键技术,最终将冷原子钟送上了太空。

张双南表示,天宫二号发射运行之后,POLAR在轨测试各项指标符合设计。目前,已经公开报道49例伽马暴,第一批偏振测量结果科学意义重大,具有重要的国际影响力。此外,POLAR还探测到了太阳伽马射线爆发现象。

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