前言
今年4月24日是第五个“中国航天日”，主题为：“弘扬航天精神 拥抱星辰大海”，该日同时也是“东方红一号”卫星成功发射50周年。我们将为大家带来“中国航天日”系列科普文章，带大家一同回顾中国航天的辉煌历史、展望中国航天的美好未来，同时为我国即将于今年开展的“嫦娥五号”探月工程和火星探测工程助威！
今天，我们将为大家介绍，逐步进入多信使和多平台时代的中国空间天文。
空间天文
中国已起步
今年是美国著名的哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope，简称HST）发射30周年。相对于美国、欧洲、日本在这几十年间发射的为数众多的空间天文卫星/望远镜，我国的空间天文学发展似乎有些“沉寂”。虽然在这50年间我国发射了众多军事、通信、气象、遥感和空间科学等领域的卫星，并成功开展了载人航天与月球和深空探测，但真正用于观测宇宙天体的天文卫星却长期为零，这让热爱星空宇宙的天文人尴尬且焦急！庆幸的是，这几年已经终于有几颗天文卫星成功发射运行，且还会有数颗在未来几年跟上，中国的空间天文已经起步！
“老当益壮”的哈勃空间望远镜
“悟空”号—火眼金睛寻“老妖”
暗物质粒子探测卫星DAMPE（DArkMatterParticleExplorer），通过网络向公众征名为“悟空”号，是我国首颗空间高能粒子探测卫星，也是我国发射的首颗真正意义上的“天文卫星”，首席科学家为紫金山天文台台长——常进院士。DAMPE的首要科学目标是探测太空中的超高能电子，进而判断它们是不是来自暗物质粒子的湮灭事件，以此来间接探测宇宙中最神秘的暗物质的存在！
2015年12月17日，“悟空”号在中国酒泉发射中心成功发射，其重1850千克，工作寿命大于3年（现已延期服役1年多）。它由一个塑料闪烁探测器、硅微条、钨板、电磁量能器和中子探测器组成，观测对象为：高能电子、高能γ射线和宇宙线中的质子和重核，科学目标是：暗物质粒子的间接探测；追索宇宙线的起源、加速和传播过程；研究γ射线暴和其他暂现源。
DAMPE与国际同类探测设备相比，具有最高的观测能段，最高的能量分辨本领和最强的抑制干扰噪声的能力，与诺贝尔奖获得者丁肇中先生领导的AMS磁谱仪（通过反物质粒子的探测追踪暗物质的存在）相比，DAMPE的探测能力更强更全面且研制费仅为AMS的1/20！发射以来，“悟空”号运行状态正常且各项测试结果极为出色，已观测积累了大量的数据资料，2017年11月国际权威学术期刊《自然》发表，“悟空”号有充分数据证实，在太空中测量到了电子宇宙射线的一处异常波动。这一波动此前从未被观测到，且有可能与暗物质相关! 该成果入选了2018年度中国科学十大进展。
非常期待悟空号最终能够用它的“火眼金睛”捕捉到宇宙中的“幽灵”——暗物质粒子，掀开天文物理学研究的新篇章！
“慧眼”号—看透宇宙的利器！
“慧眼”号 硬X射线调制望远镜HXMT(HardX-rayModulationTelescope)主要工作在硬X射线波段（1～250keV）,是既可以实现宽波段、大视场X射线巡天又能够研究黑洞、中子星等高能天体的短时标光变和宽波段能谱的空间X射线天文望远镜，同时也是具有高灵敏度的伽马射线暴全天监视仪。其首席科学家为中国科学院高能物理研究所的张双南研究员。HXMT原计划于2011年发射运行，实际发射于2017年6月15日，其重2496千克，高度550千米，设计寿命约4年。取名“慧眼”，寓意它目光深邃，能穿透星际物质的遮挡聚焦于黑洞、中子星等遥远天体，具有接收X射线并立即调制成像的能力；此外也为了纪念我国老一辈著名女科学家何泽慧院士，感谢她积极推动高能天体物理的起步和发展。
1993年提出HXMT计划的时候，国际上还没有硬X射线波段的巡天观测,9年后，欧、美、俄联合的INTGRAL上天，2004年美国硬X射线卫星Swift上天,开辟了人类认识宇宙的硬X射线新窗口，中国痛失先机。但迟到的HXMT具有世界最高灵敏度和空间分辨率，拥有中国人自主创新的直接调制成像技术，而且还具有研究黑洞快速光变的独特能力，仍不失为具有国际先进水平的空间天文望远镜。HXMT有高能、中能、低能X射线望远镜和空间环境监测器等4个有效载荷，可观测1～250keV能量范围的硬X射线，同时具有扩展到200 keV～3MeV能段，探测γ射线的能力。2017年人类首次观测到的双中子星并合引力波事件GW170817，HXMT做出了重要贡献。
慧眼HXMT的成功发射和运行，使中国在国际竞争激烈的的高能天体物理观测领域占有重要的一席之地。
中国的空间天文—未来会更好！
当然除“悟空”与“慧眼”之外，随嫦娥三号探月着陆器在月球表面进行天文观测的“月基天文台”，以及搭载于天宫二号上的伽马射线暴偏振仪（POLAR）应也属于空间天文观测设备。在其之后，我国还将在未来几年发射几颗空间天文卫星，如：中法合作的由中国科学院国家天文台领衔研制的“天基多波段空间变源监视器”（SpaceVariableObjectsMonitor，简称SVOM），其主要目标是观测并描绘宇宙中最猛烈的爆发现象—伽玛射线暴（GRB）的特征；由国家天文台领衔研制的“爱因斯坦探针”（EinsteinProbe，简称EP）卫星，是一颗面向时域天文学和高能天体物理的天文探测卫星，将搭载一台软X射线波段的“龙虾眼”宽视场监视器，以满足在该波段开展大视场全天监测的迫切需求。
SVOM
EP
另外，我国还有正在实施的如“先进天基太阳天文台”（ASO-S），“引力波暴高能电磁对应体全天监视器”（GECAM），“增强型X-射线时变与偏振空间天文台”（eXTP）等空间天文项目在研，即将开始建设的“中国空间站”以暗能量为主要科学目标的大型两米级“中国空间站光学巡天望远镜”（CSST）已经立项启动。我国还有更长期的“近邻宜居行星巡天计划”和计划于2030年前后开展的太阳系近邻宜居行星太空探索—“觅音计划”，以及引人注目的空间引力波探测项目：“天琴”计划与“太极”计划，2019年已发射了首颗先导实验卫星“太极一号”。山东大学空间科学研究院和前沿交叉科学青岛研究院的空间环境探测小卫星项目也正处于论证和部署阶段。我国的空间天文学将逐步进入多信使和多平台时代。
ASO-S
eXTP
“天琴”计划
“太极”计划
中国空间站
番外篇：为什么要把望远镜放到太空去？
开展空间天文观测研究并非易事，一般来说空间望远镜的成本是地基同等口径设备的数倍甚至数十倍，其技术难度更是高出许多。那为什么天文学家要“费尽心思”将望远镜放到太空中去呢？这原因来自地球的大气层！大气层虽然对于地球上的生命包括人类来说无比重要，可以阻挡致命的太阳紫外辐射和宇宙高能射线，还能“招架”住大多数小天体的从天而降，但反过来，它也无情的阻隔并严重削弱了来自宇宙深处天体的很多电磁辐射：如高能伽马射线、X-射线、紫外、远红外等波段就完全无法穿透地球的大气，只能在空间观测研究；即便对于相对“透明”的可见光、近中红外和射电波段，大气也会对其产生或多或少的削弱作用（折射、吸收和散射）和扰动，故此哈勃空间望远镜就比地基望远镜拥有高得多的空间解析力与灵敏度。因此，人类想要全面深刻的理解宇宙天体的奥秘，就必须发展空间天文，从“多波段”、“多信使”的角度去研究分析。
结束语
【中国航天日系列科普文章】系列科普文章将在今天暂告段落，让给我们共同期待计划于今年开展的“嫦娥五号”和“天问一号”，共同期待中国航天的美好明天！
往期回顾
【“中国航天日”系列科普文章】东方红，卫星升！
【“中国航天日”系列科普文章】“嫦娥五号”—月球采样返回倒计时！
【“中国航天日”系列科普文章】“天问一号”——火星，我们终于来啦！
