2015年12月17日8時(shí)12分，中國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功將暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道?！拔蚩铡笔侵袊?guó)科學(xué)院空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)中首批立項(xiàng)研制的四顆科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的首顆星，是目前世界上觀測(cè)能段范圍最寬、能量分辨率最優(yōu)的暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星?！拔蚩铡边\(yùn)行在太陽同步軌道，其探測(cè)道路上的空間環(huán)境是否風(fēng)和日麗呢？ 

　　“悟空”探測(cè)路上遇空間輻射障礙

　　齊天大圣“孫悟空”有著火眼金睛，“悟空”也不例外，暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星攜帶了精密的探測(cè)設(shè)備，在茫茫宇宙中高精度測(cè)量高能電子和伽瑪射線能譜及其空間分布?！拔蚩铡钡娜〗?jīng)道路并不是坦途，其中最大的障礙當(dāng)屬空間輻射環(huán)境?！拔蚩铡钡奶綔y(cè)對(duì)象是能量極高的電子、光子和宇宙射線，探測(cè)的能量范圍是5GeV-100TeV，如此高能的粒子來自太陽系以外遙遠(yuǎn)的宇宙空間，非常稀少。但在地球附近還存在大量能量較低（在幾百KeV到幾百M(fèi)eV）的粒子，就是我們通常說的空間輻射環(huán)境。這些較低能粒子會(huì)對(duì)悟空精密的探測(cè)設(shè)備及衛(wèi)星平臺(tái)產(chǎn)生各種干擾，在惡劣的空間環(huán)境條件下有可能對(duì)影響載荷及衛(wèi)星平臺(tái)的正常工作。因此空間輻射環(huán)境受到了衛(wèi)星研制、載荷研制和衛(wèi)星運(yùn)控等部門的高度關(guān)注。

　　衛(wèi)星軌道上的輻射環(huán)境包括銀河宇宙線、輻射帶高能粒子和太陽爆發(fā)質(zhì)子事件時(shí)到達(dá)軌道的部分高能質(zhì)子和重離子。暗物質(zhì)衛(wèi)星的飛行軌道屬于低地球軌道，由于地磁場(chǎng)屏蔽了大部分的銀河宇宙線，因此軌道上的銀河宇宙線通量較低，主要分布在極區(qū)上空。輻射帶是衛(wèi)星軌道上的主要輻射環(huán)境，包括南大西洋異常區(qū)上空的內(nèi)輻射帶和靠近極區(qū)的外輻射帶。內(nèi)輻射帶主要是高能質(zhì)子，比較穩(wěn)定，主要分布在南大西洋負(fù)磁異常區(qū)，通常能引起單粒子、總劑量、位移損傷等效應(yīng)；外輻射帶主要成分是高能電子，在低高度主要分布在極區(qū)，受地磁影響高能電子通量變化幅度較大，對(duì)衛(wèi)星的主要影響是充放電效應(yīng)。

　　太陽質(zhì)子事件會(huì)引起衛(wèi)星軌道上輻射環(huán)境的顯著變化，受地磁場(chǎng)屏蔽的影響，質(zhì)子事件產(chǎn)生的高能質(zhì)子和重離子主要分布在極區(qū)，能夠引起單粒子、總劑量、位移損傷等效應(yīng)。

　　為“悟空”探測(cè)保駕護(hù)航

　　中科院國(guó)家空間科學(xué)中心的空間環(huán)境預(yù)報(bào)中心（簡(jiǎn)稱預(yù)報(bào)中心）擔(dān)起了為“悟空”發(fā)射飛行提供空間環(huán)境預(yù)報(bào)保障的重要責(zé)任，對(duì)“悟空”所遇到的障礙謹(jǐn)慎分析。在分析計(jì)算軌道上的空間輻射環(huán)境和輻射效應(yīng)之后，與衛(wèi)星載荷、運(yùn)控等部門討論了衛(wèi)星經(jīng)過南大西洋異常區(qū)（SAA）的運(yùn)控策略，為地面應(yīng)用系統(tǒng)提供了精確的南大西洋異常區(qū)輪廓數(shù)據(jù)，同時(shí)，每天通過公共服務(wù)平臺(tái)發(fā)布暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星經(jīng)過質(zhì)子輻射帶、電子輻射帶的時(shí)間，以及經(jīng)過SAA時(shí)每一時(shí)刻的質(zhì)子能譜通量。

　　為確?！蔽蚩铡碧綔y(cè)道路安全，除了針對(duì)空間輻射環(huán)境的保障服務(wù)外，還開展了衛(wèi)星發(fā)射、運(yùn)行和試驗(yàn)等空間環(huán)境預(yù)報(bào)保障工作。

　　空間環(huán)境預(yù)報(bào)保障的目的是為衛(wèi)星的設(shè)計(jì)、發(fā)射、試驗(yàn)和在軌運(yùn)行提供空間環(huán)境參數(shù)的長(zhǎng)期、中期、短期預(yù)報(bào)和效應(yīng)評(píng)估，為試驗(yàn)任務(wù)決策提供空間環(huán)境依據(jù)?！?/font>

　　預(yù)報(bào)中心從“悟空”發(fā)射前三個(gè)月開始提供發(fā)射安全期預(yù)報(bào)，發(fā)射前7天至發(fā)射當(dāng)天每天提供安全期短期預(yù)報(bào)，共九份；在發(fā)射前三天每天提供一次針對(duì)發(fā)射窗口的暗物質(zhì)衛(wèi)星空間碎片碰撞預(yù)警報(bào)告，共三份。

　　在衛(wèi)星發(fā)射和在軌測(cè)試階段，預(yù)報(bào)中心24小時(shí)不間斷對(duì)空間環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每日提供空間環(huán)境預(yù)報(bào)和效應(yīng)分析產(chǎn)品。預(yù)報(bào)中心提供了兩類9種產(chǎn)品，第一類是空間環(huán)境要素和事件的預(yù)報(bào)，包括在軌空間環(huán)境預(yù)報(bào)、空間環(huán)境事件警報(bào)、太陽和地磁指數(shù)中期預(yù)報(bào)，第二類是空間環(huán)境效應(yīng)分析，包括衛(wèi)星軌道大氣密度變化、衛(wèi)星軌道大氣密度二維分布、衛(wèi)星穿越南大西洋異常區(qū)預(yù)報(bào)、太陽質(zhì)子軌道分布、衛(wèi)星表面充電環(huán)境和衛(wèi)星載荷異?？臻g環(huán)境分析報(bào)告。

　　每天上午10時(shí),預(yù)報(bào)中心將預(yù)報(bào)產(chǎn)品準(zhǔn)時(shí)傳遞到地面支撐系統(tǒng)，供衛(wèi)星平臺(tái)和載荷研制單位使用。

　　“悟空”在發(fā)射、載荷加電以及載荷加高壓期間，空間環(huán)境都是安全的。

　　空間環(huán)境保障的得力助手

　　為順利實(shí)施空間環(huán)境保障任務(wù)，預(yù)報(bào)中心研制了“先導(dǎo)衛(wèi)星空間環(huán)境態(tài)勢(shì)軟件”。該軟件動(dòng)態(tài)展示了衛(wèi)星在軌預(yù)報(bào)所需要的太陽活動(dòng)和地磁活動(dòng)參數(shù)，所經(jīng)歷的輻射環(huán)境、大氣環(huán)境變化信息，有質(zhì)子事件發(fā)生時(shí)軌道上質(zhì)子通量的變化等。

　　未來之路任重道遠(yuǎn)

　　中科院國(guó)家空間科學(xué)中心是我國(guó)載人航天工程任務(wù)的空間環(huán)境保障責(zé)任單位，作為空間應(yīng)用系統(tǒng)空間環(huán)境保障分系統(tǒng)曾參加了載人航天歷次飛行任務(wù)，成功完成了神舟一號(hào)到神舟十號(hào)以及天宮一號(hào)的空間環(huán)境保障任務(wù)。懷著對(duì)我國(guó)空間科學(xué)研究探索的崇高使命感以及強(qiáng)烈的責(zé)任心，又出色地完成了空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)首顆星——“悟空”發(fā)射飛行的空間環(huán)境保障工作。

　　暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)圓滿成功，標(biāo)志著中國(guó)空間科學(xué)研究邁出重要一步。預(yù)報(bào)中心在完成暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星發(fā)射的空間環(huán)境保障任務(wù)之后，仍將繼續(xù)提供暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星的在軌運(yùn)行安全保障。未來，將繼續(xù)承擔(dān)量子衛(wèi)星、實(shí)踐十號(hào)和空間硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星發(fā)射飛行的空間環(huán)境保障任務(wù)。空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)四顆衛(wèi)星的任務(wù)期處于第24太陽活動(dòng)周的下降期和第25太陽活動(dòng)周的上升期，因此，先導(dǎo)衛(wèi)星任務(wù)的空間環(huán)境保障，我們?nèi)匀沃氐肋h(yuǎn)。