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中国首颗天文望远镜卫星发射 可获高能天体动态图景科技资讯

来源:天之家 发表于:2022-02-10 10:23 阅读:

­  15日,我国首颗硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”在酒泉成功发射。这一卫星的发射有什么意义?与国际上同类卫星相比有哪些优势?将对我国的空间科学技术发展带来哪些进步?

­  图为硬X射线调制望远镜卫星运行示意图。国防科工局供图

­  接收分析X射线,勾画天体轮廓,并窥探黑洞一角

­  国防科工局系统工程司副司长赵坚介绍,硬X射线调制望远镜卫星是我国首颗大型天文望远镜,能穿过星际物质的遮挡“看”到宇宙中的X射线,相当于我国在空间探测领域多了双眼睛。同时,卫星有效载荷由我国科研人员自主研制完成,在工程研制过程中,攻克了多项关键技术难关,实现了多项X射线探测和电子学技术的国产化。

­  为什么要观测宇宙中的X射线?在浩瀚的宇宙中,脉冲星、伽马射线暴、超新星遗迹、黑洞等都会辐射出X射线。如果接收到射线并加以分析,就能勾画出这些天体的轮廓。但由于X射线无法穿越地球大气层,科学家只能在高空或者大气层以外观测。也就是说,X射线望远镜能让人们窥见黑洞的神秘一角。

­  此次发射的卫星本体呈立方体构型,设计寿命4年,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—250keV(千电子伏特)能量范围的X射线,主要工作模式包括巡天观测、定点观测等模式。

­  赵坚说,硬X射线调制望远镜卫星具有三大特点。一是基于我国学者原创的探测方法,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、高灵敏度、高分辨率的空间X射线观测。二是有效载荷种类全、规模大,探测模式多,4个有效探测载荷共计包含25个探测器单机,能段基本覆盖整个X射线谱段,在世界现有X射线天文卫星中,具有先进的暗弱变巡天能力、独特的多波段快速光变观测能力。卫星可实现对伽马射线暴的全天监测,将成为国际上在300keV—3MeV(兆电子伏特)能区面积最大的伽马射线暴探测器。三是卫星平台服务保障能力要求高,为实现宽波段、高灵敏度、高分辨率的观测能力,加之载荷种类全、复杂性高,对平台提出更高的保障能力,如复杂的热控保障、对地测控与数传保障以及载荷长期工作下的能源保障能力等。

­  X射线天文卫星的研制始于美国。1970年,美国发射了第一颗X射线天文卫星,实现了X射线的巡天,开创了空间高能天文的新领域,打开了人类观测宇宙的新窗口。我国硬X射线调制望远镜卫星工程则于2011年3月立项。硬X射线调制望远镜卫星工程总师马世俊说,硬X射线调制望远镜卫星填补了我国空间X射线天文卫星研制的空白,实现了我国天文观测由地面观测到天地联合观测的跨越,铸就了我国天文学发展史上的里程碑,同时也推动了航天技术发展,大幅提升我国空间科学水平。

­  对银河系进行高灵敏度的巡天监测,可首次获得高能天体动态图景

­  目前,国际上在轨运行的X射线天文卫星共有7颗,与它们相比,我国的硬X射线调制望远镜卫星“牛”在哪儿?

­  硬X射线调制望远镜卫星系统载荷分系统专家宋黎明介绍,从工程和技术指标上来讲,硬X射线调制望远镜卫星在同类卫星中优势非常明显。首先,功能性能强,既能实现定点观测,又能对大天区进行扫描成像,还能监测空间的高能爆发源。第二,探测波段宽,利用三种探测器,实现了1—250keV的全覆盖。第三,探测面积大,尤其是高能X射线望远镜的探测面积超过了5000平方厘米,是国际上同能区面积最大的准直型望远镜。此外,卫星还具有工作模式多、平台高可靠的优点,在各种极端条件下都能可靠地完成观测、数据星上存贮和及时下传等工作,保证任务可顺利实施。

­  “硬X射线调制望远镜卫星将会对银河系进行高灵敏度、高频次的宽波段X射线巡天监测,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暴发态的X射线暂现源,在国际上首次系统性地获得银河系内高能天体活动的动态图景,发现大量新的天体和天体活动新现象。”宋黎明说。

­  此外,硬X射线调制望远镜卫星具有独特的研究X射线双星多波段X射线快速光变的能力,预期可以在黑洞和中子星双星的研究中获得许多新成果。同时,具有国际上硬X射线和伽马射线能段最大面积的探测器,硬X射线天文望远镜卫星成为这一能段天空中最灵敏的探测器。