作者:倪思洁 来源:中国科学报 发布时间:2023/7/29 0:26:35
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首飞一周年,“力箭”“创新X”又要搞件大事情

 

7月27日,是“力箭一号”与“创新X”卫星发射运行的一周年。

记者从当天中国科学院微小卫星创新研究院与中科宇航公司联合举行的“创新X首发星在轨试验总结会”上获悉,“创新X”卫星已完成44项新技术的在轨验证,目前“创新X”科学航班计划已发布,旨在开创低成本空间科学与新技术试验的新范式,为更多全球科学家提供服务。

       

“力箭一号”与“创新X”卫星。中国科学院微小卫星创新研究院供图

在轨验证44项新技术

2022年7月27日,由中国科学院自主研制的 “力箭一号” 固体运载首飞成功,搭载了“创新X”系列科学试验卫星顺利入轨。

“创新X”首发试验星重约650公斤,利用接口丰富、柔性配置、动态集成的试验平台,搭载了20余项新载荷与新技术产品,在轨完成了44项空间新技术验证,部分技术产品已实现推广应用。

卫星搭载了EP-WXT探路者“龙虾眼天文成像仪”莱娅(LEIA)、高能爆发探索者(HEBS)、46.5纳米极紫外太阳成像仪(SUTRI)、原子磁场精密测量系统(CPT)等空间科学探测载荷。

利用LEIA载荷,科学家成功获得了一批天体的真实大视场X射线实测图像和能谱,这是国际上首次获得并公开发布的大视场X射线聚焦成像观测结果,标志着我国率先掌握了X射线龙虾眼聚焦成像技术,并成功实现了在轨验证与科学探测应用。

高能爆发探索者(HEBS)在完成了在轨验证后,转入常规观测,编入到空间科学卫星怀柔一号极目载荷(GECAM-C)系列,与GECAM-A/B协同,初步形成我国首个高能爆发天体监测网。

46.5纳米极紫外太阳成像仪(SUTRI)对50万度左右的太阳大气成像,旨在建立太阳低层大气和日冕之间的关键桥梁。SUTRI是40-110纳米波长范围内国际首台基于多层膜窄带滤光技术的太阳成像仪,验证了新型硅钪多层膜反射镜等器件的在轨性能和极紫外在轨定标技术。

此外,卫星还搭载了三台各具特色的可见光相机,分别为全铝自由曲面相机、多功能一体化相机、冷光学红外感知相机。

全铝自由曲面相机采用了新型“全自由曲面+全铝光机”无遮拦离轴三反设计,具有无热化、体积紧凑、快速响应、大视场、低成本等特点,是新型的光学成像技术,完成了在轨演示验证与常态化对地观测。

多功能一体化相机基于共口径多出瞳光学系统,在同一相机上实现了可见光、微光和红外三种观测模式,并兼具视频成像的功能,已完成多谱段多出瞳共光路等关键技术的在轨验证。

冷光学红外感知相机将制冷机、探测器和光学系统进行耦合集成,同时实现光学系统和红外探测器80开尔文的工作温度,是一种高集成小型化低温红外探测系统。

据介绍,截止目前已在轨验证的44项新技术中,既包含边缘计算型视觉芯片、宇航级半导体温控等新器件技术,也包含微牛级冷气微推、超高频脉冲管制冷、国产舱外无磁光纤等部组件技术,为未来空间探测任务供了丰富的新技术产品。

获得一批观测成果

在验证新型探测技术的同时,“创新X”首发星载荷还获得了一批科学成果。

2022年11月7日,LEIA发现了一例X射线暂现源(LXT221107A),并引导了美国宇航局的空间望远镜雨燕(Swift)和中子星内部构成探测器卫星(NICER)的跟踪观测。后经证实该暂现源为恒星HD 251108产生的超级耀发,其耀发光度和持续时间均远高于普通的恒星耀发。

2023年5月26日,LEIA还捕获到银河系中心中子双星SAX J1747.0-2853的耀发,其5角分的分辨率能够精准确定双星的位置,引起全球天文学家对该耀发浓厚的研究兴趣。

截至目前,LEIA已完成第一轮软X射线全天天图绘制,探测到多个暂现源/耀发源,同时在轨开展了标定测试和观测模式探索等工作,为即将发射的爱因斯坦探针卫星(EP)积累了宝贵数据和经验。

2022年10月,HEBS载荷发现迄今最亮伽马暴,对其主暴阶段进行了高精度测量,是国际上已知质量最好的观测,发现该伽马暴的观测亮度和各向同性等效能量均打破纪录,获得国际同行认可。HEBS还与慧眼卫星联合精确测量该伽马暴完整爆发过程,北京时间2023年3月29日2时,中国科学院高能物理研究所与全球40余家科研机构同时发布该项研究成果。

不仅如此,同属“创新X”卫星的LEIA载荷与HEBS载荷,于2023年3月7日同时探测到一个极端明亮的伽马暴,这是首次利用宽视场软X射线和伽马射线监测器联合观测研究伽马暴瞬时辐射。

此外,借助SUTRI,我国拍摄了46.5 纳米全日面图像,这是近半个世纪以来国际上首次拍摄到该图像,实现了我国首次太阳过渡区探测。利用观测数据,科学家还在太阳大气中物质流动、波动,耀斑和喷流,暗条形成和爆发等方面取得研究成果,其科学数据已公开发布并被虚拟太阳天文台(VSO)收录。

“创新X”首发星HEBS载荷与慧眼卫星联合观测迄今最亮伽马暴。中国科学院高能物理研究所供图

开启“航班式”搭载模式

7月27日,中国科学院微小卫星创新院卫星系统总师张永合与中科宇航有限公总裁司杨毅强共同发布了“创新X”科学航班计划,基于“创新X”首发星的实践经验与成果,继续探索空间科学探索与技术验证新范式。

“在‘力箭’运载的每次发射任务中,我们都会为科学试验卫星预留专门舱位,提供灵活、便捷的入轨机会,以创新的模式,支持空间科学技术的发展。”杨毅强说。

科学航班面向全球征集有在轨验证需求的新载荷、新产品,利用“力箭”的发射机会,每年搭载4颗50公斤级科学微纳星,2颗100公斤级科学微小卫星,1颗600公斤级科学试验卫星,为全球科学家、科研机构、大学、空间公司提供全链条搭载服务。

“大量面向空间科学、空间应用研究的新载荷、新技术产品,长期停留在实验室内,停留在地面试验阶段,此次火箭与卫星联合,旨在建立可持续的低成本在轨验证新模式,帮助更多科学家、科技工作者实现航天梦。”张永合说。

杨毅强(左)和张永合(右)共同发布“创新X”科学航班计划。中国科学院微小卫星创新研究院供图

 

 
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