北斗助科学家第一时间观测宇宙奇观

近日，北斗三号全球卫星导航系统“准实时”将GECAM卫星探测到的伽马射线暴观测警报下传至其科学运行中心，揭开了北斗三号系统全球短报文服务应用于空间科学与宇宙探测的序幕。

我国北斗卫星导航工程使用的北斗导航卫星主要由中国航天科技集团有限公司五院研制，长征三号甲系列运载火箭全部由航天科技集团一院研制，其他重要分系统也有部分航天科技集团所属单位参与。2020年，北斗三号全球卫星导航系统全面建成并开通服务，标志着我国成为世界上第三个独立拥有全球卫星导航系统的国家。目前，全球已有120余个国家和地区使用北斗系统。

▲ 北斗导航卫星全球组网示意图

引力波暴高能电磁对应体全天监测器（“怀柔一号”极目望远镜，简称GECAM）是北斗三号系统全球短报文服务的首个卫星试验用户，也是我国首个具有即时下行观测数据能力的空间天文望远镜，于2020年12月由长征十一号运载火箭成功发射。

由于卫星通常在飞过地面接收站时才能下传科学数据，具有较长的时间延迟（可达数小时，甚至超过10小时），无法实现快速响应。为了满足科学观测需求，GECAM卫星创新性地使用北斗三号系统的全球短报文通讯链路，将天体爆发的关键科学数据（观测警报）准实时下传至地面，从而可以快速引导其它设备的后随观测。

▲ GECAM卫星通过北斗三号导航系统准实时下传的伽马暴（GRB 210120A）光变曲线

本次GECAM卫星发现的爆发天体是一个伽马射线暴（编号GRB 210120A），其发生于2021年1月20日下午15时10分48.550秒（北京时间）。GECAM卫星通过星上在轨触发定位软件实时捕捉到该爆发事件，并将星上触发定位结果以及光变曲线等观测警报信息通过北斗三号系统下传至地面。GECAM卫星科学运行中心在触发后约60秒收到第一条北斗短报文，其后10分钟内收到所有短报文信息。短报文传输功能正常，性能指标均符合设计。

▲ 伽马暴（GRB 210120A）定位图

本次试验的成功，表明北斗三号系统全球短报文服务在空间科学中具有广阔的应用前景。据悉，我国正在研制的爱因斯坦探针（EP）卫星、增强型X射线时变与偏振（eXTP）空间天文台等也计划利用北斗三号系统的全球短报文功能，以便快速向国内外天文学家发布有关宇宙天体爆发活动的关键信息，引导其他设备开展后随观测。