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军事:解读中国硬X射线调制望远镜卫星称观测能力有多强?(2)

中国新闻网 2017-06-24 12:58:49

  数代科学家经24年磨砺

  对很多不了解背景的人来说,“慧眼”仿佛一夜之间横空出世,并且一步把中国带入到X射线天文学时代。而对于李惕碚而言,这是一个漫长而焦灼的过程。1993年,他提出了基于直接解调方法的硬X射线调制望远镜的设想,之后,他积极奔走,通过各种方式,争取支持。虽然一次次遇到挫折,但是李惕碚和他的团队并不灰心,根据该领域国际上的最新进展,不断完善相关方案。2011年,硬X射线太空望远镜终于正式立项,与暗物质卫星等一起被列入“十二五”空间战略先导专项。

  李惕碚和吴枚两位老一代科学家虽然已经成功解决了“成像”难题,奠定了相关技术基础,但是在望远镜研制和项目实施过程中仍然面临一系列技术障碍。“慧眼”卫星工程总师、航天科技集团五院研究员马世俊介绍说,比如卫星热控设计方面,为保证有效载荷探测精度,必须将高能、中能、低能探测器集中安装在同一支撑结构上,但它们彼此间温度要求相差极大。有些灵敏的仪器设备必须在零下60℃到零下80℃的低温下才能正常工作。研发团队成员相互启发、集中攻关,终于琢磨出多级隔热措施、深冷热管技术、梯度温度加热等妙招,成功解决这一难题。

  国际技术封锁是该项目必须面对的另一个困难。在核心载荷高能望远镜研制过程中,需要进口某一个型号探测器,项目团队已经与外方签订了进口合同,但之后被外方所在国有关部门叫停。面对困局,项目团队横下一条心,在压力下奋起,走自主研发道路。既然是摸索,总免不了走些弯路,但是他们不气馁。持之以恒地努力终于获得了应有的回报,经过29轮试制,完成30多个样品,终于“杀”出一条路来。

  携带众“法宝”巡天不眠不休

  从“慧眼”的实际载荷和探测能力来看,它被称作“硬X射线调制望远镜”多少有些名不副实了,因为它通过携带的几件“法宝”,不仅可以对高能的硬X射线和中能、低能的软X射线进行观测与成像,而且还可以监测空间环境。特别值得一提的是,“慧眼”项目首席科学家张双南创造性地对原本用于屏蔽干扰粒子的探测器稍加改造,使其成为目前世界上面积最大、灵敏度最高的伽马暴探测器,大大拓展了其探测范围和能力。

  据“慧眼”项目总指挥潘腾介绍,卫星进入太空后,望远镜就会进入一刻不停、持续不间断的巡天模式,也就是说,在预期4年的寿命中,它每天都要24小时分秒必争地工作,紧“盯”着宇宙空间。

  具体来说,“慧眼”将开展4个方面的空间探测活动:一是对银道面(天球上沿银河画出的一大圆为银道,银道所在的主平面即为银道面)进行巡天观测,发现新的高能变源和已知高能天体的新活动;二是通过观测和分析黑洞、中子星等高能天体的光变和能谱性质,加深对致密天体和黑洞强引力场中动力学和高能辐射过程的认识;三是在硬X射线/软伽马射线能区获得伽马射线暴及其他爆发现象的能谱和时变观测数据,研究宇宙深处大质量恒星死亡以及中子星并合等导致的黑洞的形成过程;四是探索利用X射线脉冲星进行航天器自主导航的技术和原理,并开展在轨实验。“慧眼”不同于镜面望远镜受制于其面积和视场,在巡天过程中,其探测面积更大、探测到的信号更多、效率更高。

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