作者:叶乐峰 来源:光明日报 发布时间:2017/6/16 10:23:25
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借你一双透视宇宙的“慧眼”
专家详解硬X射线调制望远镜卫星

 

 

 硬X射线调制望远镜卫星示意图 资料图

6月15日,硬X射线调制望远镜卫星在酒泉成功发射,填补了我国空间X射线探测卫星的空白,实现了我国天文观测由地面观测到天地联合观测的跨越。为什么要发射该望远镜卫星?它有什么特点?究竟有何作用?为此,记者采访了相关专家。
 
三大优势成就“火眼金睛”
 
来自于宇宙天体的辐射覆盖了从射电、红外、光学、紫外、X射线到伽马射线的整个电磁波段。波长不同,辐射机制也不一样,因此不同物理条件的天体往往会发出不同性质的电磁辐射。
 
专家举例,比如,太阳光球辐射主要集中在光学波段;而X射线起源于天体上的高能物理过程,与高温、高密度、强磁场、强引力场等极端物理条件相关,是研究黑洞、中子星等天体性质的主要手段。但由于地球大气的吸收,所以对天体的X射线观测只能在大气层之外。
 
1970年,美国发射了第一颗X射线天文卫星——“自由号”,实现了X射线巡天,打开了人类观测宇宙的新窗口。国防科工局系统工程司副司长赵坚表示,目前国际上,在轨运行的X射线天文卫星有7颗。此次我国发射的硬X射线调制望远镜卫星和在轨运行的X射线天文卫星相比,有三大优势:大天区、大有效面积的宽波段X射线扫描巡天观测能力,可以更有效地发现处于爆发态的X射线暂现源;大面积、宽波段、高时间分辨率、高能量分辨率的定点观测能力,可以高统计量地研究X射线快速光变和能谱快速变化;具有国际上硬X射线和伽马射线能段最大面积的探测器,使它成为这一能段天空中最灵敏的探测器。
 
“这些强大的优势,很好地保证了预定科学目标的实现。”赵坚介绍,发射该卫星主要是为了发现新的高能变源和已知高能天体的新活动,理解黑洞和中子星系统的活动和演化机制,理解黑洞吸积和中子星系统的基本性质,研究宇宙深处大质量恒星的死亡以及中子星并合等过程中黑洞的形成等。
 
大幅提升我国空间科学水平
 
硬X射线调制望远镜卫星继承了资源二号卫星平台技术状态,设计寿命4年,整星质量达2496千克。
 
“卫星本体由服务舱、载荷舱、太阳翼等构成,装载高能、中能、低能X射线望远镜和空间环境监测器等4个探测有效载荷,可观测1至250keV能量范围的X射线,主要工作模式包括巡天观测、定点观测和小天区扫描模式。”硬X射线调制望远镜卫星工程总师马世俊说,该卫星基于我国学者原创——采用直接解调成像方法,解决了低成本探测器高精度成像问题,实现宽波段、大视场、大有效面积的空间X射线观测。
 
卫星的成功发射对于我国空间科学研究意义重大。“卫星以探索宇宙形成和演化的重大科学为牵引,围绕空间天文和空间物理环境开展研究,实施创新性的空间科学任务,将有助于提高我国空间X射线探测能力,实现我国在空间技术的重大突破。”马世俊说。
 
该卫星还有一个好听的名字——“慧眼”。一方面原因,是由于它是我国首颗大型天文望远镜卫星,能穿过星际物质的遮挡观测宇宙中的X射线,使我国在空间探测领域多了个“眼睛”。“此外还为了纪念我国老一辈著名科学家何泽慧,感谢她积极推动高能天体物理的起步和发展。”赵坚表示。
 
持续推进重大空间科学任务
 
赵坚表示,我国的空间科学事业始于20世纪50年代,经过50多年的发展,走上了一条从无到有、从探索到实践、从试验到实用的发展道路,逐步建立起了包括空间天文、空间物理、太阳系探测、微重力科学、空间生命科学等专业的空间科学领域。
 
“目前,中国国家航天局正在会同有关单位编制《关于促进空间科学发展的指导意见》,将提出我国空间科学后续发展目标和重点任务。”赵坚透露,在“十三五”期间,还有多次重要的空间科学卫星和探测器实施发射。
 
中意电磁监测试验卫星预计2017年8月发射,用于监测获取空间电离层和磁场异常变化信息,研究地震前兆引发电离层和磁场变化的关联,从而反演地震预测模型;中法海洋卫星预计2018年完成研制并发射,将获取海面风场、海浪等海洋动力环境参数,主要应用于海洋波浪预报、防灾减灾等方面……
 
“通过上述卫星的发射,将进一步提升我国在空间天气、空间物理等领域的国际影响力。”赵坚说,此外,我国正加快推进首次火星探测任务实施,将在2020年发射火星探测器,一次实现“绕、落、巡”,为后续开展火星科学研究奠定基础。
 
    (本报北京6月15日电 本报记者 叶乐峰)
 

 

 
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