是世界“第一”，也是中国“第三”

“墨子号”升空，中国人成功发射了人类第一颗量子科学实验卫星，这也是中国第三颗科学卫星。

2010年3月31日，国务院常务会议审议通过了中科院“创新2020”规划，决定组织实施战略性先导科技专项。第二年1月，中科院批准实施空间科学战略性科技先导专项，决定在“十二五”期间，研制暗物质粒子探测卫星、“实践十号”微重力科学卫星、量子科学实验卫星和硬X射线调制望远镜卫星，并在“十二五”末和“十三五”初相继发射。中科院希望通过发射这些具有先进科学目标的科学卫星，实现我国在基础科学前沿领域的突破和进展。

2015年12月17日，中国空间科学卫星系列首发星——暗物质粒子探测卫星“悟空”，带着去太空寻找暗物质存在证据的使命顺利升空。

2016年4月6日，中国首颗微重力科学实验卫星“实践十号”返回式科学实验卫星成功发射，并于12天后带着19项科学实验结果成功返回，成为我国迄今为止承载空间科学实验项目及种类最多的单次卫星任务。

随着量子科学实验卫星成功发射升空，硬X射线调制望远镜卫星也将于下半年择机发射，中国将全面开启空间科学探索新时代。

在今年3月，中科院组织国内专家编写的我国《2016～2030年空间科学规划研究报告》中提出了23个空间科学计划，包括“黑洞探针”计划、“天体号脉”计划和“链锁”计划等，至2030年预期要发射20颗左右的科学卫星。

暗物质粒子探测卫星“悟空”

“悟空”是我国发射的首颗科学实验卫星，也是目前世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星，它的复杂度和工程实现难度都远超以往。它可以测量入射粒子的电荷数、入射方向及入射能量，进而区分入射粒子的种类。根据探测得到的数据，我们就有可能反推出暗物质存在的证据。

暗物质到底是指什么呢？举一个生活中的例子：用绳子牵引一个物体旋转时，人会感觉到，旋转速度越快绳子绷得越紧，这是因为物体旋转需要更大的向心力。而宇宙中天体旋转时，提供旋转的向心力就是引力。1933年，加州理工学院的天体物理学家弗里茨·兹威基却发现了星系之间相互绕转轨道有着巨大的异常。他通过天文观测，估算出星系间的相对运动速度、星系的质量，进而得到它对于其他星系的引力。这些星系的运动速度都很快，以至于引力无法将它们束缚在同一个星系团中。理论上，这个星系团必定会四处飞散，很快被彻底摧毁。如果再回到用绳子旋转的例子，那么绳子将无法承受这样的速度而被甩断。

于是，兹威基作出推测：星系团中一定充满了某种“暗物质”，它们的引力足够强，可以把星系团束缚在一起。这种看不见的物质，指的是电磁相互作用很弱甚至没有的物质。但它们能产生足够大的引力，因此，即使看不见，科学家们通过努力也找到了观测这些“暗物质”的方法。到20世纪70年代，所谓暗物质几乎弥漫于所有星系团甚至单个星系中已为学界所知。到21世纪初，学界已经知道暗物质会对遥远星系的光线产生引力透镜效应。现在，这些透镜效应被用来探测宇宙中暗物质的分布。

根据科学家们的研究，在宇宙目前的总质量的大致占比中，暗能量占68.3%，暗物质占26.8%，而构成你、我、行星、恒星和星系的普通物质（或者叫重子物质）则仅占4.9%。

那么，为什么这颗卫星命名为“悟空”？据说科学家们期待它像那本领通天的齐天大圣一样有着身入险境的勇气，用“火眼金睛”在茫茫太空中识别暗物质的踪影，并去“领悟太空”，最终跟斗战胜佛一样取得暗物质的真经。

返回式科学实验卫星“实践十号”

太空遥远而神秘，而只有在太空，才能获得持续的微重力环境。在微重力，也就是通常说的“失重”环境下，能观察到很多在地球上无法观测到的独特现象。因此，这种极端的物理条件可以允许科学家们探索更多的未知和可能。

2016年4月6日1时38分，我国首颗微重力科学实验卫星——实践十号返回式科学实验卫星，在酒泉卫星发射中心由长征二号丁运载火箭发射升空，并进入预定轨道。

实践十号于2012年12月31日正式立项，是我国空间科学先导专项首批科学实验卫星中唯一的返回式卫星。其科学目标是研究、揭示微重力条件和空间辐射条件下物质运动及生命活动的规律，并取得极具创新的科技成果。

据报道，我国将在2020年前后开始空间站的建设，因此这里会有一个疑问：为何还要发射一颗卫星来进行微重力实验？专家解释：实践十号能为科学实验提供比载人空间站更好的环境，即实践十号可以提供更优的“微重力”环境。数据显示，实践十号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。实践十号整体为柱锥组合体形状，高约5.2米，直径超过2米，尽管是一颗中等大小的卫星，但比起空间站有较高的机动性。

目前世界上只有俄罗斯和我国把返回式卫星技术运用到科学卫星上。和人们熟知的气象、通信等应用卫星不同，作为一颗科学实验卫星，实践十号只有15天的寿命，并分为留轨舱和回收舱两部分。其中，8项流体物理和燃烧实验将在留轨舱内进行，另外11项科学实验将在回收舱进行。

实践十号利用太空中微重力等特殊环境完成19项科学实验（从200多项申请中脱颖而出），涉及微重力流体物理、微重力燃烧、空间材料科学、空间辐射效应、重力生物效应、空间生物技术六大领域。

这些看似遥远而抽象的项目究竟与我们未来的生活有着怎样的关系呢？

以其中的燃烧试验为例，导线绝缘层和典型非金属材料这两个微重力燃烧实验，就是针对载人航天器当前最令人头疼的防火问题而设计。内部起火是卫星、飞船、载人航天器等面临的主要威胁之一。实践十号所搭载的两项燃烧实验，正是要观察微重力条件下材料着火、燃烧以及烟气析出的规律，并对比重力条件下的燃烧规律，为建立我国自己完整的航天防火规范服务。

另外，实践十号所搭载的生物实验，其中诸如体态轻盈的果蝇、上千只蚕卵等生物实验样本，虽然小，却有望为人类的未来之路——哺乳动物能否在太空正常繁衍——提供更多线索和答案。以实践十号搭载的小鼠早期胚胎为例，科学家希望以小鼠胚胎为研究对象，培养并显微实时跟踪观察，看它在微重力环境中能否和在地球上一样正常发育。

这19项实验全部是我国最新的探索，具有自主知识产权，为我国从航天大国向航天强国转变作出了重要贡献。

（来源：雷锋网、新华网）