“粒子”联手“深空” 共拓认知边界
Timepix3芯片。图片来源：CERN官网
欧几里得任务拍摄的不同形状的星系。图片来源：欧洲空间局
今年正值欧洲空间局（ESA）成立50周年。十年前，ESA与欧洲核子研究中心（CERN）签署合作协议，开启知识与设施共享的新篇章。ESA目标是深空探测，而CERN专注于粒子研究，二者强强联合，旨在拓展人类认知疆界，保持欧洲在科技创新领域的全球领先地位。
CERN官网报道称，双方精诚合作，在宇宙测绘、行星探索等前沿领域取得丰硕成果，为太空探测注入创新活力。
欧几里得望远镜：绘制百亿年宇宙图景
欧几里得空间望远镜于2023年7月升空，开启了人类探索宇宙暗物质与暗能量的新篇章。这台“宇宙之眼”自2024年起正式执行观测任务，将自动扫描约1/3的夜空。科学家预计，其最终绘制的宇宙图将收录约80亿个星系。
CERN为这项计划提供了关键技术支撑，主导开发了“地面科学系统”。这套系统如同一位“宇宙翻译官”，能将望远镜传回的原始数据转化为星系目录、暗物质分布图等成果。CERN独创的虚拟机文件系统已被整合其中，实现了欧几里得项目9个数据中心与研发人员个人电脑之间的无缝协同，确保软件部署运行顺畅。
轨道“太空之眼”：为地球生态“把脉问诊”
轨道上的地球观测卫星如同高悬的“太空之眼”，在环境监测、气象预报等诸多方面发挥作用。
CERN与ESA联手共同研发了适应极端太空辐射环境的前沿技术。2017—2018年间，ESA专家利用超级质子同步加速器产生的高能离子束，对辐射监测器、现场可编程门阵列及电子芯片进行了严苛的太空环境模拟测试。
CERN现已加入欧盟“Edge SpAIce”项目。这项计划旨在监测生态系统、追踪海洋塑料污染，采用了CERN研发的高性能机器学习技术，并于2025年1月随“Balkan-1”卫星升空，在浩瀚太空中为地球生态“把脉问诊”。
“果汁”探测器：破解木星辐射难题
行星探索同样是需要技术底蕴的领域。以“木星冰卫星探测器”（JUICE，果汁）任务为例：这个预计2031年7月抵达木星的探测器，对这颗气态巨行星及其3颗可能存在地下海洋的卫星展开深度探测。
木星拥有比地球强百万倍的磁层，其中“囚禁”着大量高能电子和质子，形成致命的“辐射炼狱”。在JUICE任务之前，科学界从未系统研究过这些高能粒子对现代航天电子设备的直接与间接影响。为此，CERN特别启用了VESPER测试装置——用能量可调（60—200兆电子伏特）的电子束，以每秒每平方厘米1亿个电子的平均通量，精准模拟了木星系统的极端辐射环境，对探测器组件进行了严苛的“生存考验”。
“太空辐射哨兵”：呵护宇航员和设备健康
在无垠宇宙中，辐射防护是载人航天永恒的主题。2021年8月，ESA宇航员托马斯·佩斯凯在国际空间站开启了一项里程碑式的实验——LUMINA太空辐射监测计划。这项研究采用两条总长数公里的特制光纤作为辐射探测器，实时监测空间站内的电离辐射水平。
这项技术的诞生，凝聚着CERN科学家十余载的心血。这套系统被誉为“太空辐射哨兵”，将在未来5年持续守护空间站的安全运行。
2022年7月，CELESTA卫星升空。这个仅重1公斤、边长10厘米的微型卫星由法国蒙彼利埃大学与ESA联合研制，是ESA首个专注于研究宇宙辐射对电子设备影响的技术验证平台。
支持产研结合：促进太空经济腾飞
蓬勃发展的太空产业正迎来黄金时代，为公私合作提供了无限可能。ESA与CERN相得益彰，持续支持初创企业将尖端技术转化为具有社会价值与商业潜力的太空应用。
其中，CERN研发的Timepix技术堪称典范。这项源自粒子物理实验的创新成果，其核心芯片的工作原理犹如一个超级数码相机传感器。当电子快门开启时，不仅能捕捉每个光子的位置信息，还能精确记录其能量波长与到达时间。更令人惊叹的是，这项技术让成像告别了单调的黑白世界——通过色彩编码不同能量的光子，呈现出更清晰、更精准的彩色图像，为其在医学影像和辐射探测等领域的应用奠定了坚实基础。
在商业转化方面，私营企业Advacam与捷克技术大学合作，基于Timepix技术开发了SATRAM辐射监测系统，成功应用于ESA的Proba-V卫星任务，实现了每48小时对全球地表植被的完整测绘。
另一家波兰初创公司SigmaLabs则专注于太空辐射探测器研发。该公司最新开发的SpaceRadMon（大型强子对撞机上辐射监测装置的缩微版）已获ESA与波兰航天局青睐，将搭载于2025年6月发射的Axiom Mission 4商业太空任务。
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