「澳門科學一號」(下稱「澳科一號」)成功升空,不但標誌着內地與澳門的航天合作在國際科研舞台上邁向新的階段,更為中國與國際深空探測合作交流搭建平台。澳門科技大學(下稱「澳科大」)月球與行星科學國家重點實驗室主任張可可教授表示,「澳科一號」升空後至少可運行5年,後續的研究將有助澳門的多元發展,甚或為整個科學界作出貢獻,讓澳門在科研界佔一席位。
我國地球磁場
探測精度最高衛星
「澳科一號」衛星項目是由國家航天局與澳門特別行政區政府聯合開展,探測數據由雙方共享。張可可教授介紹,「澳科一號」是第一顆,也是迄今為止唯一利用低傾角軌道監測赤道附近南大西洋異常區(SAA)地磁場與空間環境的科學探測衛星,可提供高精度的地球磁場與空間環境相關資料,有望在天文與地球科學交叉領域(深地、深海、深空)作出有意義的成果。「澳科一號」採用「A星+B星」聯合觀測模式,A星搭載高精度矢量磁強計、標量磁強計等載荷,主要用於地球磁場探測;B星搭載高能粒子探測計、太陽X射線儀等載荷,主要用於獲取太陽輻射、高能粒子等服務於地磁探測的空間環境數據。
衛星發射入軌後,可與歐洲Swarm衛星、「張衡一號」衛星形成良好的互補觀測,實現測量與研究地球低緯度的磁場與空間環境變化,監測南大西洋地磁異常區磁場時空變化等一系列重要科學目標,為人類長期研究地磁場的演變提供寶貴的觀測數據,進一步推進我國在岩石圈磁場、地磁場起源、空間天氣預報、地磁導航、航天器空間運行安全等領域的研究進程,實現我國在衛星高精度測場探測與多參量聯合觀測技術領域的跨越式發展。
衛星的運作成功與否,前期的在軌測試工作,起着至關重要的作用。今年4月6日至9日,國家國防科技工業局重大專項工程中心在西北工業大學組織近40名專家、學者及工程師,召開了《澳門科學一號衛星在軌測試大綱》評審會,為在軌測試工作順利展開,提供了重要依據和基礎保障。會議上,張可可對與會專家就大綱的質詢進行詳細回答,大綱內容共包括16個部份,涵蓋衛星系統、載荷系統、星地一體化、地面系統及科學應用系統等。
張可可強調,由於「澳科一號」中放有許多科學載荷,儀器對精度、標準有嚴格要求,當中的數據均是經多年的討論所得,並已在地面進行多次試驗,以確保無誤,但發射時會經過重重震動,如測試的數據和預想不同會影響研究,顯示出在軌測試工作的重要性。他說,「澳科一號」從2019年提出概念,經過團隊的科學家及工程師不斷討論及優化,最終以4年時間完成並發射,在我國而言,是前所未有的速度,是很大的突破。
澳門又一亮麗名片
「澳科一號」升空後,收集所得的數據會用於不同研究,並鼓勵科學數據的開放共享和應用。通過相關數據政策,有利促進與國內外科研機構展開廣泛合作,產出更多科學研究成果,加強人才聯合培養和交流。
張可可指出,由於「澳科一號」屬世界首顆低傾角、低軌道的高精度地磁測量衛星,具有非常高的科學價值。衛星至少在軌運行5年,其間,團隊會不斷收集數據,對衛星進行多項研究和應用。「數據除了會用於科學研究,亦會與世界各地共享,為嚴謹地達到『澳科一號』預設的科學任務(註),各階段的工作環環相扣,缺一不可。」伴隨着衛星發射成功,他透露,正計劃二號、三號的研發,期望與一號組成星座,把探測覆蓋全球,進行更好的探究。
去年10月,國家自然科學基金委員會(下稱「自然科學基金委」)批准正式啟動「基於『澳科一號』衛星若干科學問題研究」重點項目群的專項,此重點項目群由6個科研重點項目組成,是首次向境外科學研究項目提供重點項目群資助。張可可說,要從自然科學基金委取得資助並不容易,「澳科一號」能一下取得6個更是史無前例,充分體現了國家對澳門的大力支持及重視,「通過衛星項目,日後可邀請內地或國外的研究團隊來澳合作,把澳門作為一個連結的窗口,使澳門甚至大灣區擁有一張亮麗的名片。」
科普涉獵更全面航天知識
為貫徹落實《澳門特別行政區政府與國家航天局關於地磁觀測科學與技術試驗衛星聯合研製項目的合作協定》,加快粵港澳大灣區科技創新能力提升,培育青少年對科學的熱愛,澳科大與澳門中華教育會、澳門天主教學校聯會、航天東方紅衛星有限公司,於2020年就澳門科普衛星的相關活動簽署協議,並舉辦一系列學生科普活動,以提高青少年的科學素質為宗旨。
今年4月,澳科大月球與行星科學國家重點實驗室舉行了「澳門學生科普衛星一號」航天科普實踐活動。張可可認為,青少年是社會發展建設的中堅力量,讓澳門的基礎教育融入科學元素,不但能提升學生的科學興趣,更能推動社會的高科技產業發展,以配合特區政府「1+4」適度多元發展策略中高新科技一環。
張可可補充,澳科大月球與行星科學國家重點實驗室將計劃利用「澳門學生科普衛星一號」及在軌運行的其他科普衛星,面向澳門、大灣區、海峽兩岸的青少年,展開常態化、多形式的航天科普教育及航天科學實踐活動,讓參與活動的青少年涉獵更全面的航天科普知識,為粵港澳大灣區區域發展和航天高質量發展培養人才,增添新動能。
註:
澳科一號 四個科學任務階段
一 提出衛星將要實現的科學目標;
二 基於科學目標設置衛星工作的高度及緯度;
三 確定衛星工作需要測量的物理參數;
四 與研究機構展開對衛星部件的設計。
延伸閱讀
〈澳科一號 提升澳門航天科研〉
《澳門》雜誌第140期
https://www.macauzine.net/viewnews?itemid=1135
文:鄧穎莊 圖:宋楚珊、國家航天局、澳門科技大學