中国空间天文学迎来新黎明

中国国家天文
http://tech.qq.com/a/20121113/000096.htm
中国载人航天工程以其过硬的实力赢得了广泛赞誉。接下来，中国的基础学科研究人员也会迎来一个漂亮的转身。在未来几年里，中国将启动9项科学探测航天任务。同时，在轨运行的“天宫一号(微博)”已经在安装了用于科研的有效载荷，未来三年内将发射的“天宫二号”、“天宫三号”也进入准备阶段。此外，科学家们还在为中国的未来空间站设计实验。


2003年秋完成的羊八井的空气簇射观测装置。在300m×300m的占地内用白色塑料布覆盖的闪烁探测器按照7.5m的间隔配置。左侧的建筑物中有数据收集室与实验室。正中间的建筑物 (400㎡) 中设置有乳剂室与爆丛探测器。


位于西藏的羊八井的大型高海拔空气簇射观测站。该站通过对宇宙高能伽马射线的观测，有望解决“宇宙中最高能量粒子的起源”这样的天文和物理学中的前沿问题。

中国科学院高能物理研究所的天体物理学家张双南表示：“当我翻阅天文类书籍时，书中几乎没有任何在中国工作的科学家的发现，没有看到任何一张照片是由中国望远镜拍摄的，这让我非常沮丧。”中国科学院国家空间科学中心主任吴季也补充道：“在掌握新知识方面，我们面临着上自政府高层、下自基层公众的越来越大的压力。”
2011年5月3日，吴季宣布中国科学院将在未来几年内承担五项空间探测任务，这预示着中国空间科学新时代的到来。过去5年中，中国科学院为这几个项目提供的预算已经达到5.54亿美元，并在去年成立了专门监管这些项目进展的国家空间科学中心。
在这些计划中，天体物理学居于核心地位。首先取得进展的将是“硬X射线调制望远镜”(HXMT) ，这个望远镜的构想可以追溯到20年前，它将利用黑洞、中子星等天体的X射线和伽马射线辐射，对这些天体展开观测。它将成为中国首个空间天文卫星，最早于2014年发射，届时它将成为中国的“黑洞探针”计划三大卫星中最早升空的一个。另外，“暗物质粒子探测卫星”也正在由南京的中国科学院紫金山天文台研制，这一卫星将记录暗物质粒子彼此湮灭时产生的伽马射线。此外，还有更多的项目已经通过了初期论证，预计从2016年开始，在下一个五年计划里陆续完成研制、发射，它们的出现将大大加强中国在空间天体物理学领域的实力。其中一项是由中国科学院高能物理研究所设计的“X射线时变与偏振探测卫星”（XTP）项目。项目负责人张双南表示，作为空间震荡探测项目的主导设备，它将会“比硬X射线调制望远镜更强有力并取得更大成就”。他指出，“X射线时变与偏振探测卫星”收集数据的区域更加广泛，具有能采集更多光子的高强镜面，因此可以观察到更微弱的天体并探测到它们的细节。全世界的天体物理学家们都期待出现这样一台空间望远镜，不过去年美国宇航局和欧洲空间局却取消了“国际X射线天文台”的计划，上个月，它的名为“雅典娜”的简化版望远镜也在欧洲空间局的内部竞争中输给了木星探测器项目，未能成功立项。中国的“X射线时变与偏振探测卫星”项目将研究旋转坠入黑洞的物质放射出的X射线，或者参考系拖曳（例如旋转黑洞拖拽时空）产生的X射线信号。张双南说：“我们将要研究的是极端条件下的物理学。”
作为“天体肖像”项目的核心，中国打算将其长期积累的技术能力移植到新的空间射电望远镜项目的“甚长基线干涉”（VLBI）观测中。中国计划发射相关飞行器，与地面天线串连或者组成阵列，这样就相当于一部极其巨大的单天线射电望远镜，其有效口径等于各台设备之间的最大距离。
中国科学院上海天文台负责设计望远镜阵列系统和相关国际合作。上海天文台台长洪晓瑜介绍说，计划中的望远镜阵列最初将包括两个长毫米波天线，每个天线的口径为10米。这一望远镜阵列投入使用后，首要的目标将是绘制星系中心的特大质量黑洞及其吸积盘的精细结构，它们被普遍认为是活动星系核的能量来源。洪晓瑜说，他的团队希望在第一个望远镜阵列投入使用十年后，将发射普通毫米波天线。更长的基线和更短的波长将使射电源观测的分辨率大大提高。
今年6月的“神舟九号”任务是中国首次实现载人空间对接，这为中国科学家开启了一个新领域，使中国有能力向“天宫一号”运送仪器设备，并安装另外两个舱段。
一系列设备已经为“天宫”做好准备。天体物理学家们也有理由为此欢呼。在已批准的项目中，中国和瑞士合作的“伽马暴偏振探测”（POLAR）项目作为中国空间天文“黑洞探针”计划的组成部分，预计将由2014年发射的空间实验室“天宫二号”搭载升空。它将帮助科学家确定伽马暴喷流的磁场结构，这又将反过来推进伽马暴成因的研究。有一种理论解释是，它是大质量恒星在演化晚期坍塌时发生的；另一种则认为是由中子星或者黑洞并合时产生的。“每个理论模型都预言了不同的磁场结构”，张双南表示。
“天宫”系列目标飞行器是中国发展未来空间站的踏脚石。去年12月，中国公布了60吨空间站计划，并将在2020年之前建成。中国载人航天工程办公室等待着批准第一批有效载荷，其中包括一整套天文设备，统称为“宇宙灯塔项目”。项目中有两个大型设备，其中之一是“高能宇宙射线探测装置”，用于研究暗物质和宇宙射线。
另外一个大型设备是一台大视场光学望远镜，它将为中国在即将来临的大规模巡天时代中争得一席之地，其科学目标是揭示暗能量的性质。这架望远镜具有很高的角分辨率，其观测波段将覆盖从光学到近紫外线的多个波段，它将成为世界其它地方的观测设备的重要补充，例如“大口径全天巡视望远镜”（LSST）。据LSST项目成员、中国科学院国家天文台的宇宙学家詹虎介绍，美国的“大口径全天巡视望远镜”的口径为8.4米，将安装在智利帕琼山天文台，计划在2018年初光。如果中国的巡天任务能够成功立项，通过与国际同行的合作,中国科学家将会做出更多新的科学贡献。詹虎表示，“通过巡天观测，你总能够发现一些预料之外的事情。当前的物理学不能解释暗能量。我们有可能会发现一些革命性的物理规律。”（文 ／Richard Stone 译／黄京一）中国国家天文
http://tech.qq.com/a/20121113/000096.htm
中国载人航天工程以其过硬的实力赢得了广泛赞誉。接下来，中国的基础学科研究人员也会迎来一个漂亮的转身。在未来几年里，中国将启动9项科学探测航天任务。同时，在轨运行的“天宫一号(微博)”已经在安装了用于科研的有效载荷，未来三年内将发射的“天宫二号”、“天宫三号”也进入准备阶段。此外，科学家们还在为中国的未来空间站设计实验。


2003年秋完成的羊八井的空气簇射观测装置。在300m×300m的占地内用白色塑料布覆盖的闪烁探测器按照7.5m的间隔配置。左侧的建筑物中有数据收集室与实验室。正中间的建筑物 (400㎡) 中设置有乳剂室与爆丛探测器。


位于西藏的羊八井的大型高海拔空气簇射观测站。该站通过对宇宙高能伽马射线的观测，有望解决“宇宙中最高能量粒子的起源”这样的天文和物理学中的前沿问题。

中国科学院高能物理研究所的天体物理学家张双南表示：“当我翻阅天文类书籍时，书中几乎没有任何在中国工作的科学家的发现，没有看到任何一张照片是由中国望远镜拍摄的，这让我非常沮丧。”中国科学院国家空间科学中心主任吴季也补充道：“在掌握新知识方面，我们面临着上自政府高层、下自基层公众的越来越大的压力。”
2011年5月3日，吴季宣布中国科学院将在未来几年内承担五项空间探测任务，这预示着中国空间科学新时代的到来。过去5年中，中国科学院为这几个项目提供的预算已经达到5.54亿美元，并在去年成立了专门监管这些项目进展的国家空间科学中心。
在这些计划中，天体物理学居于核心地位。首先取得进展的将是“硬X射线调制望远镜”(HXMT) ，这个望远镜的构想可以追溯到20年前，它将利用黑洞、中子星等天体的X射线和伽马射线辐射，对这些天体展开观测。它将成为中国首个空间天文卫星，最早于2014年发射，届时它将成为中国的“黑洞探针”计划三大卫星中最早升空的一个。另外，“暗物质粒子探测卫星”也正在由南京的中国科学院紫金山天文台研制，这一卫星将记录暗物质粒子彼此湮灭时产生的伽马射线。此外，还有更多的项目已经通过了初期论证，预计从2016年开始，在下一个五年计划里陆续完成研制、发射，它们的出现将大大加强中国在空间天体物理学领域的实力。其中一项是由中国科学院高能物理研究所设计的“X射线时变与偏振探测卫星”（XTP）项目。项目负责人张双南表示，作为空间震荡探测项目的主导设备，它将会“比硬X射线调制望远镜更强有力并取得更大成就”。他指出，“X射线时变与偏振探测卫星”收集数据的区域更加广泛，具有能采集更多光子的高强镜面，因此可以观察到更微弱的天体并探测到它们的细节。全世界的天体物理学家们都期待出现这样一台空间望远镜，不过去年美国宇航局和欧洲空间局却取消了“国际X射线天文台”的计划，上个月，它的名为“雅典娜”的简化版望远镜也在欧洲空间局的内部竞争中输给了木星探测器项目，未能成功立项。中国的“X射线时变与偏振探测卫星”项目将研究旋转坠入黑洞的物质放射出的X射线，或者参考系拖曳（例如旋转黑洞拖拽时空）产生的X射线信号。张双南说：“我们将要研究的是极端条件下的物理学。”
作为“天体肖像”项目的核心，中国打算将其长期积累的技术能力移植到新的空间射电望远镜项目的“甚长基线干涉”（VLBI）观测中。中国计划发射相关飞行器，与地面天线串连或者组成阵列，这样就相当于一部极其巨大的单天线射电望远镜，其有效口径等于各台设备之间的最大距离。
中国科学院上海天文台负责设计望远镜阵列系统和相关国际合作。上海天文台台长洪晓瑜介绍说，计划中的望远镜阵列最初将包括两个长毫米波天线，每个天线的口径为10米。这一望远镜阵列投入使用后，首要的目标将是绘制星系中心的特大质量黑洞及其吸积盘的精细结构，它们被普遍认为是活动星系核的能量来源。洪晓瑜说，他的团队希望在第一个望远镜阵列投入使用十年后，将发射普通毫米波天线。更长的基线和更短的波长将使射电源观测的分辨率大大提高。
今年6月的“神舟九号”任务是中国首次实现载人空间对接，这为中国科学家开启了一个新领域，使中国有能力向“天宫一号”运送仪器设备，并安装另外两个舱段。
一系列设备已经为“天宫”做好准备。天体物理学家们也有理由为此欢呼。在已批准的项目中，中国和瑞士合作的“伽马暴偏振探测”（POLAR）项目作为中国空间天文“黑洞探针”计划的组成部分，预计将由2014年发射的空间实验室“天宫二号”搭载升空。它将帮助科学家确定伽马暴喷流的磁场结构，这又将反过来推进伽马暴成因的研究。有一种理论解释是，它是大质量恒星在演化晚期坍塌时发生的；另一种则认为是由中子星或者黑洞并合时产生的。“每个理论模型都预言了不同的磁场结构”，张双南表示。
“天宫”系列目标飞行器是中国发展未来空间站的踏脚石。去年12月，中国公布了60吨空间站计划，并将在2020年之前建成。中国载人航天工程办公室等待着批准第一批有效载荷，其中包括一整套天文设备，统称为“宇宙灯塔项目”。项目中有两个大型设备，其中之一是“高能宇宙射线探测装置”，用于研究暗物质和宇宙射线。
另外一个大型设备是一台大视场光学望远镜，它将为中国在即将来临的大规模巡天时代中争得一席之地，其科学目标是揭示暗能量的性质。这架望远镜具有很高的角分辨率，其观测波段将覆盖从光学到近紫外线的多个波段，它将成为世界其它地方的观测设备的重要补充，例如“大口径全天巡视望远镜”（LSST）。据LSST项目成员、中国科学院国家天文台的宇宙学家詹虎介绍，美国的“大口径全天巡视望远镜”的口径为8.4米，将安装在智利帕琼山天文台，计划在2018年初光。如果中国的巡天任务能够成功立项，通过与国际同行的合作,中国科学家将会做出更多新的科学贡献。詹虎表示，“通过巡天观测，你总能够发现一些预料之外的事情。当前的物理学不能解释暗能量。我们有可能会发现一些革命性的物理规律。”（文 ／Richard Stone 译／黄京一）