中国首颗暗物质探测卫星年底发射 造价约7亿元
摘 要：为了探究这个奥秘，找到暗物质粒子存在的证据，2011年，中国科学院正式将暗物质粒子探测卫星列入中国科学院战略先导专项空间科学项目，并作为我国科学卫星系列的首发卫星。经过4年多的筹备，卫星已经完成研制并整体交付。
常值，通过这种湮灭实验间接证明了有暗物质的产生。诺贝尔奖获得者丁肇中研制并放置在国际空间站的阿尔法磁谱仪2号、上个月日本发射的量能器电子望远镜，以及我国即将发射的暗物质粒子探测卫星等，都是基于对宇宙线的探测而寻找暗物质的间接尝试。
还有一种寻找暗物质的方法，是基于可见物质相互作用能产生暗物质的假设，用大型质子对撞机探测，两束高能粒子对撞产生暗物质粒子，也就是产生实验。例如在欧洲核子中心，就有此方面的研究，但目前尚未发现新的证据。
卫星如何找
通过探测宇宙中高能粒子的方向、能量以及电荷大小来间接寻找和研究暗物质粒子
为了进一步寻找暗物质，2011年，中科院紫金山天文台自主提出暗物质粒子探测卫星计划。2015年底，首颗探测卫星将被放入外太空寻找暗物质。
这与以往的探测手段相比有什么优势?
“在地球表面，宇宙线经过大气层时被屏蔽了，这阻碍了观测。所以我们需要‘上天’或者‘入地’，以减少屏蔽干扰。”暗物质卫星科学应用系统总设计师伍健介绍，和此前的探索手段相比，暗物质粒子探测卫星能探测的粒子的最大能量大约是阿尔法磁谱仪2号的10倍;同时，能量分辨率更高，比NASA费米卫星的准确率提升了10倍，并能观测阿尔法磁谱仪2号所无法观测的光子;此外，还提高了电子与质子相互区别的能力，将对两者的误判下降到几十万分之一。
值得一提的是，在以往的探测手段中，热气球虽然造价低，但运行不太稳定;阿尔法磁谱仪2号虽然能够长时间观测，但耗资高，造价大约是20亿美元。我们这颗卫星的造价约为7亿元，相比之下耗资少，重量轻，被寄予厚望。
常进介绍，卫星的主要任务是通过探测宇宙中高能粒子的方向、能量以及电荷大小来间接寻找和研究暗物质粒子。该卫星的有效载荷属于大型空间高能设备，由塑闪阵列探测器、硅阵列探测器、BGO量能器和中子探测器四层科学探测器组成，包含近8万路电子学信号通道，是世界上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空间探测器。
“它在发射升空后，将围绕地球旋转，四层科学探测器将面朝太空，全面接收来自宇宙的高能电子和伽马射线。这相当于在宇宙中放置了一台除去大气层面纱的‘超高清望远镜’，所有收集到的科学数据将完整保存，并实时传回地面。目前，卫星在通过验收，并且在欧洲等地反复实验后，已整体交付给卫星发射系统。”常进说。
暗物质距离人类生活如此遥远，科学家为什么愿意花这么多时间、精力和成本去寻找?
“这一方面源自人类对于未知的好奇心和求知欲，另一方面，科学研究的价值和意义虽然有时在短期内无法显现，但却往往能带来一些效果显著的‘副产品’，给科技和生活带来变革。”伍健说。例如在这颗卫星的研制过程中，曾需要一种BGO晶体，但此前世界范围内最长的该类晶体只有30厘米，科学家们为此更新了技术，实现晶体60厘米的突破，并将其应用在工业和国防领域。
发射升空后，除了寻找和研究暗物质粒子，这颗卫星还将致力于研究宇宙线起源和伽马射线等，推动我国空间科学发展。
