暗物质和暗能量的研究是当今基础物理研究最前沿的方向之一，突破性的进展将极大促进我们对物质世界的微观结构以及宇宙演化的理解。在过去的几年，我国在暗物质和暗能量的研究中实现了阶梯式发展，尤其是暗物质粒子探测卫星“悟空号”的成功发射运行，其探测到的TeV能量段电子宇宙射线数据，目前是世界上精度最高的。而把“悟空号”送上太空设“天罗地网”捕捉暗物质的“师父”，正是紫金山天文台台长、国家天文台副台长（兼）、中科院暗物质与空间天文重点实验室主任、中国科学技术大学天文与空间科学学院院长常进院士。

常进院士长期从事空间高能粒子探测技术方法及相关科学研究，是我国空间天文学领域的学术带头人之一。他率领团队积极服务于国家重大战略需求，先后为神舟二号、嫦娥一号、嫦娥二号等成功研制了伽马射线谱仪。研究成果先后荣获2004年国家科技进步二等奖、2012年国家自然科学二等奖、2012年国家科技进步特等奖、2017年全国创新争先奖状、2018年何梁何利科学与技术进步奖(天文学奖)、2018年中国天文学会张钰哲奖、2018年中国科学院杰出科技成就奖、2018年中国科学十大进展、2019年(首届)中国空间科学学会科技奖等荣誉。2013年当选第十届南京市“十大科技之星”。  

夙兴夜寐求索 守正出奇作为  

1992年，26岁的常进从中国科技大学研究生毕业后，加入中科院紫金山天文台。当时中国空间天文学科几乎是一张白纸，在该领域的研究几近荒漠。他了解到，紫金山天文台曾经组织研制一颗天文卫星，但那时国家发展艰难，科研经费不足，只能中途忍痛下马。他能做的就是整天泡图书馆，把国际上所有高能天文卫星的资料都认真研究了一番。 

也就在这一年，国家加大对航天领域的投入，实施载人航天工程，常进抓住机遇参与了神舟二号飞船上伽马射线谱仪的研制，获得大量太阳耀斑和伽马射线暴的观测数据，这是中国第一次在太空开展真正的天文观测。 

道阻且长，行则将至。常进明白研究空间天文是他一生要走的路。但当时中国空间天文基础薄弱，如何寻找巧妙的方法开辟一条道路发展壮大空间天文？这是他每天都在琢磨的问题。1998年，常进被派到德国学习。在德国，他取得了观测方法的突破——采用高能量分辨的薄探测器也能探测高能电子，这大大减少了探测器的体量和成本。巧的是，当时美国有个名为“ATIC”（先进薄电离量能器）的气球探空项目，把气球放到南极高空观测宇宙线核素。 

“这个探测器只观测宇宙线核素？太浪费了！”常进仔细研究后，认为如果采用新的方法，这台探测器也可以观测高能电子和伽马射线。但是，美国科学家认为这个想法太疯狂。为了说服他们，常进下飞机直奔美国实验室，从零开始，将自己所有的想法编成程序，把各种参数计算出来，再同实验进行核对验证。连续36个小时的“攻坚战”，最终让美国科学家认可了自己的方法，并同意将南极气球实验的数据交给他作电子能谱相关的分析。而常进得到了该项目最有价值的发现，他的分析结果《宇宙电子在3000亿-8000亿电子伏特能量区间发现“超”》也发表在《自然》上。该论文开启了通过正负电子精确观测寻找暗物质的热潮，目前被独立引用500余次。 

　　苦心孤诣探索 “悟空”神通“捉妖”  

因为气球观测精度是有限的，要想看得更清楚，弄清楚这些电子的来源，必须上卫星，到太空去探测。2002年开始，常进就有想法，要做一个专门的卫星到天上去观测高能电子和伽马射线。值得一提的是，2001年到2010年这十年间，常进参与了国家“嫦娥一号”、“嫦娥二号”和“嫦娥三号”的探月工程，这些经历为他参与暗物质粒子探测卫星打下坚实的基础。“没有这十年，我不可能只用四年时间就将这么复杂的暗物质粒子探测卫星送上天。”常进说。 

正是常进没日没夜的研究数据，苦心孤诣探索，暗物质粒子探测卫星终于在2011年正式立项。中国于2015年发射的“悟空”号暗物质粒子探测卫星，采用了他提出的分辨粒子种类的新探测技术，研制费用仅为同类的美国费米卫星的1/7，国际空间站阿尔法磁谱仪2号的1/20，但是却获得目前全球覆盖能量最宽的最精确高能宇宙射线直接测量结果。据常进介绍，“去年9月底，‘悟空’号暗物质粒子探测卫星第二批科学成果正式公布，获得了宽能段的质子能谱精确测量结果并首次发现质子能谱在约14 TeV出现明显的下行结构。这是‘悟空’号继电子能谱观测后取得的又一项开创性发现。” 

自2015年发射以来，“悟空”号在距地面500公里的太阳同步轨道上每天绕地球15圈，至今已经探测了73亿个宇宙线粒子，常进团队要做的就是从日积月累的海量数据中挖掘出宇宙线的物理特征和可能的暗物质迹象。“悟空”号设计寿命为3年，如今已经在天上运行4年多，但它看起来依旧“年富力强”。“经过评估，我们认为‘悟空’号还可以继续在太空服役，目前可以确定至少能运行5年。”常进表示。 

矢志不渝追求 百折不挠攀登 

爱因斯坦曾说：“宇宙最难理解之处在于它居然是可以被理解的。”然而，宇宙中能被人类观测到的部分只有5%，还有95%是看不见摸不着，隐藏在人类认知之外的暗物质和暗能量，就像笼罩在物理学天空的两朵乌云，挡住了人类探索宇宙的目光。28年来，从踏入这个领域起，常进一直都在寻找乌云的缝隙，尝试看到一丝阳光。常进说：“我们仍需要继续努力，勇攀高峰，使中国的天文专星遨游太空成为现实。” 

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。选择“仰望星空”，既然已经布置“天罗地网”，常进捕捉暗物质的脚步就不能停歇。谈到下一步计划，常进表示，“将研发新一代暗物质粒子探测卫星——甚大面积伽马射线空间望远镜（VLAST），该卫星预计重达10吨，计划于2026年前后发射，是世界上极少的重型科学卫星之一，其对伽马射线的探测灵敏度大幅领先国际同类设备，一旦投入使用将引领世界暗物质间接探测研究以及高能时域天文研究，做出重大的科学发现。”  

（来源：南京日报）