大陸首顆X射線調制望遠衛星 發射成功

天境傳媒 記者 許玉青 臺北 報導(責任編輯 郭玫蘭)
兩岸時事科技EconomyIndustry兩岸時事產業科技經濟2017-06-16
6月11日,大陸酒泉衛星發射中心,用長征四號乙運載火箭,成功發射「慧眼」衛星。
6月11日,大陸酒泉衛星發射中心,用長征四號乙運載火箭,成功發射「慧眼」衛星。

6月15日上午11時,大陸在酒泉衛星發射中心用長征四號乙型運載火箭,成功發射硬X射線調制望遠鏡衛星「慧眼」。此外,這次發射還採用一箭多星技術,搭載了國內外3顆小型衛星。

「慧眼」是大陸首顆大型X射線天文衛星,設計壽命4年,承載高能、中能、低能X射線望遠鏡和空間環境監測儀,通過巡天觀測、定點觀測和小天區掃描3種工作模式,能夠實現寬波段、高靈敏度、高分辨率的X射線空間觀測。

在衛星成功發射和正常運行後,將使大陸在X射線空間觀測方面具有國際先進的暗弱變源巡天能力、獨特的多波段快速光觀測能力等,推動大陸高能天體物理研究進入世界先進行列。

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硬X射線調制望遠鏡衛星工程,是由大陸「國防科工局」和「中國科學院」聯合組織實施的空間科學項目。衛星、運載火箭分別由中國航天科技集團公司中國空間技術研究院、上海航天技術研究院研製,地面測控系統由西安衛星測控中心負責,中科院國家空間科學中心、遙感與數字地球研究所和高能物理研究所分別負責地面應用系統建設及衛星數據接收、處理、分發和科學應用。

至於在載具部份,這是長征系列運載火箭的248次飛行。長征火箭系列是全世界發射成功率最高的火箭,在此之前成功率已超過95%,這次又將成功率向上提升。

透過宇宙中X射線了解宇宙

此次發射的「慧眼」,全名是「硬X射線調制望遠鏡衛星(HXMT)」,主要功能是執行天文望遠任務,它將填補大陸先前的空白,在國際上也具有相當高的水平。它能穿過星際物質的遮擋「看」到宇宙中的X射線,簡單的說,就是為大陸在空間探測領域多了隻眼睛。

在浩瀚的宇宙中,脈衝星、伽瑪射線暴、超新星遺跡、黑洞等都會輻射出X射線,如果可以接收到這些射線加以分析,就能勾畫出這些天體的輪廓。

不過,這些X射線無法穿越地球大氣層,科學家只能在高空或者大氣層以外觀測到天體的X射線輻射。換句話說,X射線望遠鏡讓人們得以一窺黑洞的神秘一角。1970年,美國發射了第一顆X射線天文衛星,實現了X 射線巡天,開創了空間高能天文的新領域,打開了人類觀測宇宙的新窗口。

「慧眼」本體呈現方形結構。
「慧眼」本體呈現方形結構。

而大陸的硬X射線調制望遠鏡衛星工程於2011年3月立項。「慧眼」本體呈立方體構型,總質量約為2500 公斤,裝載高能、中能、低能X射線望遠鏡和空間環境監測器等4個探測有效載荷,可觀測1—250keV(千電子伏特)能量範圍的X射線。

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執行四大探測任務

如用專業術語來描述「慧眼」的主要任務,可以概括為四個方面:第一、通過對銀道面、銀心和核球的大天區掃描巡天和監測,發現新的高能變源和已知高能天體的新活動。第二、通過對銀河內黑洞和中子星進行長期高頻次監測,理解黑洞和中子星系統的活動和演化機制。第三、通過對高流強河內黑洞和中子星進行高統計量觀測,理解吸積黑洞和中子星系統的基本性質。第四、利用其擴展到200 keV-3 MeV能段的探測能力,獲得新的伽馬射線暴及其它爆發現象的能譜和時變觀測數據,理解高能劇烈爆發天體的基本屬性,研究宇宙深處大質量恆星的死亡以及中子星併合等過程中黑洞的形成。

「慧眼」衛星有效載荷示意圖。
「慧眼」衛星有效載荷示意圖。

目前,國際上在軌運行的X 射線天文衛星共有7顆,與這些天文衛星相比,「慧眼」在四大方面所展現的科技實力,完全不遜色。第一是功能性能強,既能實現定點觀測,又能對大天區進行掃描成像,還能監測空間的高能爆發源。大陸原創「直接解調成像」之探測方法,解決了低成本探測器高精度成像問題,實現寬波段、高靈敏度、高分辨率的空間X射線觀測。

第二是探測波段寬,利用三種探測器,實現了1—250 keV的全覆蓋。在世界現有X射線天文衛星中,具有先進的暗弱變巡天能力、獨特的多波段快速光變觀測能力。衛星可實現對伽瑪射線暴的全天監測,將成為國際上在300keV—3MeV能區面積最大的伽馬射線暴探測器。

第三是探測面積大,尤其是高能X射線望遠鏡的探測面積超過了5000 c㎡,是國際上同能區面積最大的准直型望遠鏡。

第四是工作模式多、平台高可靠的優點,衛星在各種極端條件下都能可靠的完成觀測、數據星上存貯和及時下傳等工作,保證任務可順利實施。

「慧眼」向大陸的天文學家全面開放

作為大陸首顆真正意義上的空間X射線望遠鏡和一個小型空間天文台,「慧眼」向大陸的天文學家全面開放,面向全國徵集科學觀測提案,並引導大陸和國外地面天文設備對高能活動天體開展多波段聯合觀測,實現天地一體聯合觀測。同時,「慧眼」也將協同國際上其他在軌運行的天文衛星,開展對重要天體的聯合觀測。
「慧眼」發射入軌之後的第5天將對科學儀器加電,開始為期5天的整體功能測試,然後進行為期140天的儀器性能測試、在軌標定觀測和試觀測,計劃於2017年11月進入常規科學觀測。

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