澳科一號衛星（英文：Macao Science 1，全稱：澳門科學一號衛星），是澳門特別行政區政府與中國國家航天局聯合組織研製的澳門首顆科學與技術試驗衛星。
澳科一號衛星項目落戶於澳門科技大學月球與行星科學國家重點實驗室。該衛星由A、B兩顆星組成：A星配備先進的高精度矢量磁力儀（FGM、VFM）；B星配備太陽X射線探測器、能量電子譜儀等。該星是第一顆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。
2023年5月21日16時0分，長征二號丙運載火箭在酒泉衛星發射中心升空，以一箭三星方式將澳門科學一號衛星A星、B星準確送入預定軌道，發射任務取得成功。該次任務同時搭載發射的珞珈二號01星也入軌。
2023年11月28日，“澳門科學一號”正式投入使用。
基本介紹
研製歷程,歷史背景,研製進程,系統組成,衛星系統,地面系統,運載火箭,運行動態,發射入軌,投入使用,任務載荷,觀測載荷,探測儀器,觀測模式,技術創新,火箭改進,衛星升級,合作套用,總體評價,
研製歷程
歷史背景
澳門特區政府、中國國家航天局和中央人民政府駐澳門特別行政區聯絡辦公室的支持協調下，澳門首顆科學衛星項目於2019年10月9日正式啟動。決定聯合研製迄今為止世界首顆利用近赤道軌道監測赤道附近南大西洋異常區地磁場與空間環境的科學探測衛星，並聯同中國國內外頂尖的科學團隊，對地球磁場與空間環境變化這一事關地球和生命起源與演化的重大科學課題進行研究。
澳科一號衛星項目的推進除了具有重要的科學研究價值外，還可創設國家機關和特區政府，以及兩地科研機構科技創新及科研合作的新模式，加快粵港澳大灣區，特別是澳門的科技創新能力提升，同時成為慶祝中華人民共和國成立70周年及澳門回歸20周年的賀禮。
長征二號丙運載火箭起豎
研製進程
2019年12月15日上午，澳門行政長官崔世安代表澳門特別行政區政府，與國家航天局局長張克儉簽署《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》(以下簡稱合作協定)，標誌著雙方在科技創新合作進入新的階段。同日，“澳門星 航天情 中國夢”——慶祝澳門回歸祖國二十周年航天科普展在澳門科技大學開幕。開幕式上，澳門首顆科學與技術試驗衛星命名揭曉，名為“澳科一號衛星”。
2020年11月13日，中國國家航天局對地觀測與資料中心（國家航天局重大專項工程中心）、西北工業大學、中國航天科技集團東方紅衛星公司、澳門科技大學月球與行星科學國家重點實驗室（以下簡稱“‘澳科一號衛星’四方”），在珠海簽署了“澳科一號衛星”四方聯合實施協定。
2022年10月20日，國家自然科學基金委員會組織召開“基於‘澳科一號’衛星若干科學問題研究”的重點項目群專項評審會，並決定正式啟動“基於‘澳科一號’衛星若干科學問題研究”重點項目群的專項。此重點項目群將由六個科研重點項目組成，研究期限為五年（2023年—2028年）。這是國家自然科學基金委員會第一次向境外科學研究項目提供重點項目群資助。
2023年11月28日，內地與澳門合作研製首顆科學衛星“澳門科學一號”正式投入使用儀式在澳門舉行。
- 發射調整
澳科一號衛星衛星原計畫於2021年發射，後推遲到2022年下半年擇機發射，後又推遲到2023年上半年。
- 發射成功
2023年5月21日，“澳門科學一號”在酒泉衛星發射中心成功發射。
- 投入使用
2023年11月28日，“澳門科學一號”投入使用。
系統組成
衛星系統
- AB雙星
澳科一號衛星由A、B兩顆星組成：A星配備先進的高精度向量磁力儀、高穩定光學平台、高精度標量磁力儀等；B星配備太陽X射線探測器、能量電子譜儀等。
“澳門科學一號”衛星A星由航天科技集團五院航天東方紅衛星有限公司抓總研製。
“澳門科學一號”衛星B星由西北工業大學抓總研製。B星整星約115千克，搭載了太陽X射線載荷、中能粒子探測器和雷射角反射器等載荷。
“澳門科學一號”衛星A星、B星科學載荷由澳門科技大學負責提供。
澳門科學一號A星（左）、B星（右）
- 研究領域
澳門科學一號衛星重點項目群的六個重點科研項目，主要覆蓋以下六個方向：
1、太陽活動與高能粒子觀測的研究：
利用“澳科一號”的X射線（能量範圍1-100keV，解析度優於0.2keV）以及高能粒子（能量範圍50-600keV，解析度優於10%）的數據，研究太陽爆發活動引起的地球磁層和電離層的回響過程，研究和預報地球（尤其是南大西洋磁異常區）的磁暴、粒子沉降等空間天氣現象。
2、類地行星核心動力學反演及其主磁場數值預報研究：
利用“澳科一號”的高精度矢量磁場數據，基於數據同化方法和物理信息神經網路的類地行星動力學反演算法，研究地球與類地行星液核發電機動力學的特徵，揭示發電機的運行機制以及在幾年到百年時間尺度上的變化機理。
3、類地行星核心動力學實驗室模擬研究：
利用“澳科一號”對磁場短期、中期和長期變化的監測數據，依託三軸旋轉流體動力學實驗裝置，開展地球與類地行星液核動力學研究，揭示歲差、章動、極移、日長變化、核幔不規則地形與液核動力學演化的物理關在線上理。
4、地幔與海洋電磁感應研究：
利用“澳科一號”全球感應磁場數據，通過精確模擬陸地、海洋與深部影響，研究地幔物質成分和電導率分布；分析運動海水的感應電磁回響，研究大尺度海洋動力學過程與性質。
5、岩石圈磁場研究：
利用“澳科一號衛星”高精度地磁數據、岩石圈本身的地磁記錄以及地面、航空等磁測數據揭示大尺度的地質過程、中小尺度的岩石圈構造，建立全球/區域地球岩石圈高精度磁場模型。
6、高精度地球磁場四維模型研究：
利用“澳科一號”高精度矢量地磁數據以及其他有效數據，採用綜合自洽數學反演手段，分離主磁場、岩石圈磁場、感應磁場、空間電流磁場等不同性質的內外部磁源，建立獨立、自主、可控、自洽的高精度全球磁場四維（時空）模型。
地面系統
澳科一號衛星地面系統，由中國西北工業大學抓總承擔研製任務，是中國國家航天局首次批覆由高校承擔衛星地面系統研製和建設任務。該地面系統包括衛星運控中心、西安7.3米地面站、寧波12米地面站和澳門7.3米地面站，負責A星和B星兩顆衛星的日常狀態監控、任務規劃、指令編排、數據接收、數據預處理、存儲和對外發布工作。
運載火箭
澳科一號衛星發射採用長征二號丙運載火箭。長征二號丙（代號：CZ-2C）是中國航天科技集團公司所屬中國運載火箭技術研究院研製的一型兩級常規液體運載火箭。該火箭主要用於發射低軌和太陽同步軌道衛星。
長征二號丙火箭是在長征二號的基礎上改進設計，採用四氧化二氮/偏二甲肼作為推進劑。長征二號丙於1976年啟動研製，1982年9月9日首次發射成功。
長征二號丙火箭具有高可靠性和不斷更新能力。在數十年來的數十次發射中，該火箭完成了國家賦予的一系列任務，為中國第一型“金牌火箭”，具有能在多個發射場發射多種軌道衛星的能力。
運行動態
發射入軌
2023年5月21日16時0分，長征二號丙運載火箭在酒泉衛星發射中心升空，以一箭三星方式將澳門科學一號衛星A星、B星準確送入預定軌道，發射任務取得成功。該次任務同時搭載發射的珞珈二號01星也入軌。
2023年5月21日，在酒泉衛星發射中心使用長征二號丙運載火箭，成功發射首顆內地與澳門合作研製的空間科學衛星“澳門科學一號”。
長征二號丙火箭發射
投入使用
2023年11月28日，中國內地與澳門合作研製首顆空間科學衛星"澳門科學一號"投入使用儀式在澳門舉行。作為中國地磁場探測精度最高的衛星，該衛星的投入使用將大幅提高中國空間磁場探測技術水平。
任務載荷
觀測載荷
“澳門科學一號”衛星A星，配備了國際領先的高精度磁場觀測載荷，用於獲取南大西洋磁場異常區和岩石圈磁場高精度數據、內輻射帶能量粒子能譜分布信息，有望在岩石圈磁場分布、地球發電機、磁極倒轉、空間天氣預報、地磁導航、太空飛行器空間運行安全等基礎和套用領域作出國際領先的研究成果。
探測儀器
“澳門科學一號”衛星B星搭載了太陽X射線探測器、中能粒子探測器等載荷，採用對日定向模式，主要用於獲取太陽X射線和中能粒子等空間環境數據。
澳科一號A星、B星模擬圖
觀測模式
“澳門科學一號”採用“A星+B星”聯合觀測模式：A星搭載高精度磁場觀測載荷、能量電子譜儀、雷射反射器等載荷，重點開展高精度地球磁場測量任務；B星搭載中能粒子探測器、太陽X射線探測器、雷射反射器等載荷，重點開展太陽X射線和地球內輻射帶能量粒子探測任務；A星和B星聯合對南大西洋異常區高能粒子的時空分布結構開展觀測，設計壽命5年。
技術創新
火箭改進
長征二號丙運載火箭為適應此次發射載荷，進行了多處技術創新。該次任務是長征二號丙運載火箭首次在酒泉衛星發射中心執行東射向任務。發射軌道基於多目標最佳化設計，子級殘骸選在其他型號火箭的成熟落區，降低了任務的複雜性。該次發射任務中，除發射軌道根據任務需求進行了全新的計算規劃外，總體方案以‘高可靠、保成功’為準則開展。針對搭載星與主星對稱布局、質量差異大的狀況，進行了結構配重設計，以保障衛星入軌精度，增大分離過程的間隙，全力為衛星入軌保駕護航。
長征二號丙火箭發射
衛星升級
“澳門科學一號”衛星A星在充分繼承“張衡一號”衛星平台技術的基礎上，面向高精度磁測需求，進一步突破了衛星超淨磁環境控制、超穩磁測光學平台等關鍵技術，將提高中國空間磁場探測技術水平，提升空間環境探測能力，為中國資源勘探、磁場導航、空間環境監測等領域提供技術支撐。
航天科技集團五院西安分院為“澳門科學一號”衛星A星研製的數傳分系統產品均為自主研發。該分系統具有繼承性好、重量輕、功耗低、小型化程度高等特點，作為連線星地的數據傳輸通道，負責24小時記錄衛星科學載荷數據和平台數據，並每天擇機下傳至地面。
澳門科學一號A、B星
此外，研製團隊為“澳門科學一號”衛星B星研製的星載通信系統採用了USB星載測控體制，可以完成衛星測速、測距、遙測和遙控等功能。該系統採用航天科技集團五院西安分院型譜化產品，包括星地測控天線、無源微波網路以及星載通信一體機等。
西北工業大學牽頭研製了“澳門科學一號”衛星工程的地面系統，承擔A星和B星在軌5年壽命期間的運行狀態監視、科學任務規劃、業務指令編排、科學探測數據接收、管理與分發等。
澳門科技大學的科研及工程人員直接參與衛星科學套用系統及地面系統的研發和建設，衛星在軌測試工作完成後，澳門科技大學團隊將利用衛星數據全面開展科研工作。
合作套用
澳門科技大學“澳科衛星科學與套用數據中心”在整個衛星科學套用中起核心功能，“澳門科學一號”衛星三個地面接收站（澳門科技大學衛星地面站、西安衛星地面站、寧波衛星地面站）接收的所有科學數據，推送至澳門科技大學“澳科衛星科學與套用數據中心”進行分析處理。在測試過程中，中國科學院空間中心、丹麥科技大學、奧地利空間中心的相關科技人員等參與了初始數據分析與處理工作。
澳科一號衛星項目鼓勵科學數據的開放共享和套用，未來將通過相關數據政策，深化澳門與中國內地、國際的全方位合作與交流，充分發揮澳門自身獨特的區位與制度優勢。該項目已與英國地質調查局、巴黎地球物理學院、蘇黎世聯邦理工學院、丹麥技術大學等18家國際研究機構簽訂合作研究協定，助力澳門打造又一個面向世界的重大科技創新平台。此外，該項目還將持續推動航天科學研究與澳門青少年航天知識科普工作。
總體評價
澳科一號由AB雙星構成，旨在觀測南大西洋上空地球磁場異常區磁場變化的精細特徵，實現地磁場中近期變化預報，獲取輻射帶高能電子寬能帶能譜分布等信息，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 ，對研究相關地球科學問題具有重要作用。
澳門深化與內地在航天等領域的科技合作，取得了可喜成果。建設世界科技強國，推進中國式現代化，為澳門高校、澳門科技工作者提供了更為廣闊的發展空間。（習近平、中國航天科技集團、澎湃網 評）
澳科一號衛星作為中國首顆高精度地磁場探測衛星，該衛星的投入使用將大幅提高中國空間磁場探測技術水平。該項目由國家航天局與澳門特別行政區政府聯合開展，開闢了中國內地與澳門科技創新合作新模式，推動雙方實質性科技合作，加快粵港澳大灣區科技創新能力提升，樹立了粵港澳大灣區科技創新的良好範例，對於加快澳門經濟社會發展模式轉型、提升澳門在中國國內與國際科技界的影響力具有重要意義。（中國航天科技集團 評）
澳門科學一號A、B星
