“身体”良好延迟退役
我国的首颗天文卫星——暗物质粒子探测卫星“悟空”号的研制团队17日宣布，鉴于卫星目前运行状态依然良好、科学数据仍在累积，团队决定，让“悟空”延长两年工作时间。
到12月17日，暗物质卫星发射已满3年，达到预期使用寿命。截至这一日，“悟空”已在500公里外的太阳同步轨道上绕地球飞行16597圈，探测宇宙高能粒子55亿颗。
生日会上办“延时退休”
三层高的蓝色蛋糕，布满着火箭、星球、云朵、繁星……这是暗物质粒子探测卫星——“悟空”号的“三岁”生日蛋糕，凝结着人们对于浩渺宇宙的无限遐思，也寄托着研制团队对其探测工作的期许与厚望。
就在这个“生日会”现场，年满3岁的“悟空”正式接受了“延时退休”的决定。“‘悟空’已成功运行了3年，电流、电压等主要工程参数一直保持稳定，所有的载荷都工作正常，性能指标与刚发射时相比变化甚微。”暗物质卫星首席科学家常进在“生日会”现场表示，按照现在的状态，科研团队对让“悟空”多工作两年充满信心。
2015年12月17日，中国科学卫星系列首发星——暗物质粒子探测卫星“悟空”成功发射升空，它的设计寿命为三年，用“火眼金睛”帮助科学家寻找神秘的暗物质是“悟空”出发的主要任务，而在过去3年中，“悟空”确实不辱使命、兢兢业业，堪称科技界的“先进工作者”，不舍昼夜地绕地球飞行，长达16597圈，探测到的宇宙高能粒子达到55亿颗。
“悟空”的贡献远不止于此，迄今为止，最突出的“战绩”在于——首次直接测量到了电子宇宙射线能谱在~1 TeV 处的拐折。这一波动现象，在此前并未被观测到，意味着中国科学家取得一项开创性发现，而且有可能与暗物质相关。
“火眼金睛”寻找暗物质
人类一直对身边的物质世界抱有兴趣，并不断提出新的物理模型去描述这个世界。随着广义相对论、粒子标准模型等理论的出现，人类认知中的宇宙越来越完整、清晰。然而，星辰大海，浩瀚宇宙，人类也只了解到了5%。
宇宙中有着沉默的大多数——暗物质和暗能量。天文观测表明，暗物质比人类目前熟悉的普通物质要多5倍。“我们已知的物质，或发光、或吸收光，或者反射光，都可以被我们的眼睛或者其他设备看到。”“悟空”号载荷副总师、研究员郭建华向记者解释，暗物质因为不受电磁力影响，所以人类无法通过眼睛或者其他设备“看到”它们，但我们却可以通过暗物质之间的相撞、湮灭，而捕捉和证实它们的存在。“‘悟空’就是用空间间接探测的方法去寻找暗物质的，比如观测到的正负电子对、或者宇宙中加速的电子，这就有可能是暗物质在发生湮灭而形成的。”郭建华强调，“悟空”所做的工作仅仅是观测，证实暗物质存在，还需要大量的数据积累，以及不断反复地验证。
徜徉在宇宙中的“悟空”并不像星际旅行那般潇洒，除了勤恳采集信号外，还会遭受一些突发状况。例如去年年底，它还经历了一次“失明”，研究员发现，那段时间“悟空”反常“怠惰”，接受到的数据量骤然锐减，“空中卫星不像地面设备，我们不能前往现场检修，这需要我们谨慎、精准地作出判断，一旦判断失误，造成的损失是不可逆的。”郭建华向记者说，“悟空”号每天仅运行成本就要70万元，关机一天损失相当于一辆豪华轿车。所以技术团队当时任务紧迫，要尽快将“悟空”号修好,在通过对载荷参数的会诊后，专家们判断“悟空”号很可能是被太空中的粒子击中，因而被动关机，于是远程发射指令，帮助卫星计算机重启，恢复其运行。
除了粒子“袭击”外，太阳耀斑的运动也会让“悟空”短暂“迷失”。不过，科学家也早有准备——就像天气预报一样，地面建立的天体运动模型，能为“悟空”提前几小时预报重大天体活动，避免“悟空”遭受因宇宙空间环境突变而带来的干扰。
更多突破期待未来
凭借“高能宇宙射线测得仔细”“不同种类的粒子区分得准”这两个关键技术的领先优势，过去3年里，“悟空”为我们“带回”55亿颗高能粒子，而根据这些数据，我国科学家绘制出了目前世界上最精准的电子宇宙射线能谱。
这个“能谱”，除了为物理课本增加内容，还有什么意义呢？中国科学院院士白春礼表示，届时或许会带来物理理论框架上的创新。“我无法告诉你暗物质有什么意义，但科学上的每一次进步都会改变人类生活。量子力学发现时，没人知道会对人类生活产生什么影响，但现在每天的生活，玩手机、看电视这些活动都离不开100年前量子力学和相对论的发现。”常进说。
据统计，已有百余篇学术论文跟进研究“悟空”成果。与世界同类暗物质探测设备相比，“悟空”具有核心技术优势，这使得它在关键的1.4 TeV能段处探测“奇异”电子的效率至今仍保持领先。
“关键数据还在持续积累，让‘悟空’延长服役是一切研究的基础。”郭建华说，最新“体检”报告显示，“悟空”数据读取速率、传输速率等，跟刚发射时没有明显变化。“我们希望到2019年末，‘悟空’的‘火眼金睛’能成功探测到300个‘奇异’电子，这将为理论家们提供足够的数据来研究奇异电子的本质。如果真的与暗物质相关，那将是一项殊荣。”常进说。
记者 王梦然
