“怀柔一号”咋传递引力波“情报”？从外空发“短信”！

“怀柔一号”GECAM卫星科学应用系统副总师郑世界介绍，通常情况下，卫星上探测得到的天文现象和天文数据，必须通过地面的接收天线下传，地面科研人员才能进一步分析处理。对GECAM卫星来说，它的轨道周期是90分钟，即约90分钟绕地球一圈，但每圈中最多只有10分钟会经过中国境内的数传接收站。

“怀柔一号”GECAM在轨运行艺术图 供图：中国科学院高能物理所

同时由于卫星的自转以及轨道进动（即由于地球摄动力的影响使卫星轨道发生逐渐的“漂移”），卫星的很多圈次不会经过中国上空，导致最长12小时内地面无法接收到卫星上的观测数据和信息。因此，星地之间的这条信息线路会发生几十分钟乃至十几小时的断路，无法将大量重要事件及时传下来。

GECAM卫星艺术图 供图：中国科学院高能物理所

如何解决该难题？我国自主研制并建立了星地信息传递链路，能够把卫星上探测到的重要事件信息通过“短信”方式准实时发送到地面，启动快速处理。郑世界说，“怀柔一号”GECAM卫星的信息传递流程是这样的：宇宙中的天文现象 (例如伴随引力波发生后的伽马射线暴、磁星爆发等)发生后，产生的高能辐射扫过地球，其高能的光子将被一颗或两颗GECAM卫星探测到。当这些高能光子流量超过设定的触发阈值后，卫星会自动开展分析计算，得到具体信息，包括发生的时间、方位、强度等，并立即将这些信息以及关键数据发送给星间链接系统，并最快在2分钟内下传到地面。地面自动处理这些信息后，即可生成暴发事件报告，通过全球伽马暴坐标网络对外发布，以便引导其他卫星、地面观测设备开展观测。

之后，更详细的科学观测数据会通过地面站的接收天线下传到地面，经过解包、预处理、标定等一系列处理后，生成标准的科学数据产品，以便科学家进行更详细的科学分析。

此外，“怀柔一号”GECAM的两颗卫星上天后会逐渐分开，分处于地球的两端，相隔距离超过1.3万公里，它们相互之间没有直接通讯。这样，即使两颗卫星看到了同一个引力波伽马暴、快速射电暴等，也只能向地面报告自己的结果。地面上的科学家可以清晰掌握两颗卫星的观测情况，如果两颗卫星探测到了同一个爆发，有了更多的探测数据，就可以得到显著性更高的结果。