暗物质粒子探测卫星

暗物质粒子探测卫星公开征名活动自2015年9月29日正式启动至10月31日作品提交截止，共收到了有效名称方案32517个，其中网络征名途径收到征名方案32098个，书面方式提交方案419个。之后在数据统计基础上，经过专家评委投票，由中国科学院批准，将暗物质粒子探测卫星正式命名为“

“暗物质粒子探测”卫星的太阳电池翼进行展开试验

在人类的太空探索中，天文卫星的问世使天文学产生了第三次飞跃，因为它改变了以往坐地观天的传统，摆脱了大气层的封锁，可在全波段范围内对

暗物质粒子探测卫星工程分为立项论证、工程研制、在轨运行三个大阶段。2011年为立项论证，2012年至2015年为工程研制，2015年至2018年在轨运行。

“暗物质粒子探测卫星”计划已被列入中科院“空间科学战略性先导科技专项”，由紫金山天文台暗物质与空间天文研究部和

暗物质粒子探测器有着类似“

探测宇宙线分为地面探测和空间探测，两者各有千秋。后者的优点是能测量低能宇宙线，并且能区分宇宙线的种类，不足之处是受技术难度和费用的限制，目前难以测量高能区的宇宙线，而前者反之，所以它们之间可以取长补短。

现在，通常有三种探测机制了解暗物质的本质：地面直接探测、加速器实验探测和太空间接探测。其中，地面直接探测的实验至今对暗物质存在的参数空间给出了一定的限制；地面加速器上的实验目前没有明确地给出暗物质搜寻的结果；太空间接探测实验看到了一些暗物质粒子存在的迹象，但仍需进一步的数据积累以及更高能量的精确测量，以确定这些信号究竟是来自于

暗物质粒子探测卫星观测能短范围为5GeV-10 GeV，能量分辨率优于1.5%，超过国际上所有同类探测器。

在电子探测方面，探测器在轨观测6个月，可以观测到月10000个高于300GeV的电子，是

“暗物质粒子探测”卫星力学振动试验

“暗物质粒子探测”卫星的科学目标是间接探测暗物质，以及研究宇宙线物理和γ射线天文。它对高能粒子的探测方法与α磁谱仪2号不同。它虽然不能像α磁谱仪2号那样能探测粒子在磁场中的变化，区分粒子的电极性，但是测量的能量谱段是最高的，可以探测能量极高的粒子。

暗物质相互碰撞并

未来，中国还将用装在空间站上的“高能宇宙辐射探测设施”（HERD），重点探测暗物质湮灭的

2015年12月17日，中国把名为“悟空”的暗物质粒子探测卫星送入太空，这是人类在探索宇宙核心秘密的进程中迈出的又一重要步伐。

“悟空”发射升空

在中国西北荒漠中的酒泉卫星发射中心，长征二号丁运载火箭背负着暗物质探测卫星在霞光初露的背景下腾空而起。十多分钟后，“悟空”成功抵达500公里高的太阳同步轨道。

暗物质粒子探测卫星“悟空”是中科院空间科学战略性先导科技专项支持下的中国科学系列卫星的首发星，未来还将发射实践十号返回式科学实验卫星、量子科学实验卫星和硬Ｘ射线调制望远镜卫星等。

“悟空”将在头两年对全天扫描，之后根据探测结果，对暗物质最可能出现的区域定向观测。首批科学成果有望在卫星发射6个月至1年后发布。

之前，西方科学家已经通过阿尔法磁谱仪等装置探索暗物质，取得了一些成果。中国也在四川建立了世界最深的暗物质地下实验室。

2015年12月24日下午5时55分，我国科学卫星系列首发星——暗物质粒子探测卫星“悟空”在升空后第7天，成功获取首批科学数据并下传至中科院国家空间科学中心空间科学任务大厅｡

首批科学数据下传至中科院

暗物质卫星首席科学家常进介绍,接收到的数据显示,暗物质卫星的塑闪阵列探测器､硅阵列探测器､BGO量能器､中子探测器等四大科学载荷探测到的高能电子和伽马射线计数与此前地面预测计数率一致,表明暗物质卫星的有效载荷已开始正常工作｡

据介绍,在地面接收数据前,卫星经过了平台测试､有效载荷管理器加电测试､科学探测器高压加电测试等程序｡24日下午5时55分,卫星飞行至114圈次时,地面支撑系统密云站成功接收到卫星首批探测到的科学数据,并将数据实时传送到位于怀柔的地面支撑系统空间科学任务大厅｡

在后续工作中,暗物质卫星有效载荷还要经历2个月的在轨测试和标定,之后正式交付中科院紫金山天文台负责的科学应用系统进入在轨运行阶段,开始为期2年的巡天观测和1年的定向观测｡

我国暗物质粒子探测卫星“悟空”具有先进的科学探测指标,是迄今为止观测能段范围最宽,能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星,超过国际上所有同类探测器｡在三年的设计寿命中,暗物质卫星将通过高空间分辨､宽能谱段观测高能电子和伽马射线寻找和研究暗物质粒子,同时有望在宇宙射线起源和伽马射线天文学方面取得重大进展｡

2017年11月30日，国际权威学术期刊《自然》在线发表了中国首颗暗物质探测卫星“悟空”的首批成果：发现太空中的反常电子信号。

“悟空”首席科学家、中国科学院紫金山天文台副台长常进说，电子宇宙射线的正常能谱变化应是一条平滑曲线。根据“悟空”积累的观测数据，科学家们发现在1.4万亿电子伏特(TeV)的超高能谱段突然出现剧烈波动，反映在图上是一个“尖峰”。

中国科学院院士吴岳良在做评议。

当前主流观点认为，暗物质约占宇宙质量的27%，它不发射、吸收、散射光子，也不参与电磁作用，甚是“神秘”。暗物质粒子相互湮灭或自身衰变时可以产生一些稳定的可观测粒子，人们只能观测这些“蛛丝马迹”，反推暗物质的存在。

中国科学院院士吴岳良说，“悟空”首批成果中令人兴奋的是发现了100多个“奇异”电子，这些“奇异”电子信号的来源或是来自暗物质湮灭，或是来自超新星遗迹或脉冲星，“从目前来看，来自前者的可能性似乎更有说服力”。

中国科学院院长白春礼表示，近年不断涌现的科学成果表明，中国科学家长期以来在基础科学前沿的投入和付出终于有了突破。他说，“悟空”用中国科学家特有的设计方案和中国工程师独特的探测器制造技术，实现了国际上最精确和最高效的探测。

暗物质探测卫星“悟空”效果图。中科院 供图

常进表示，计划在2018年年底公布“悟空”的第二批科研成果。他们正在持续收集数据，确证那个“尖峰”的精细结构，力求在粒子物理或天体物理领域有开创性发现。