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中国“宇宙星探”的三个关键词

http://internal.dbw.cn/ | 2017-06-16 07:13:14
 作者:张素    来源:中新网    频道主编:迟灏

  中新社甘肃酒泉6月15日电 题:中国“宇宙星探”的三个关键词

  15日在酒泉卫星发射中心成功发射的硬X射线调制望远镜卫星(HXMT)是中国首台太空望远镜,被形容为“宇宙星探”。它是怎样的星?记者通过采访获得三个关键词。

  中新社发航天科技集团五院供图

  “分秒必争”

  HXMT既要巡天观测,发现大批被尘埃遮挡的黑洞和未知类型天体;又要定点观测黑洞、中子星、活动星系核等高能天体,揭开其光变和能谱性质。

  这位“宇宙星探”极为勤奋。中国航天科技集团五院硬X射线调制望远镜卫星系统总指挥兼总设计师潘腾说,它可以对宇宙天体高能事件实现全天时、大范围观测,从进入太空至寿终,都将不停歇地进行观测。

  如此分秒必争,也与一场激烈的竞争有关。目前国际上约有7台能够开展X射线观测的空间设备在轨运行,比如美国国家航空航天局(NASA)的钱德拉、欧洲空间局的XMM—牛顿望远镜等。日本天文卫星“瞳”在2016年失控后,该国科学家曾扼腕叹息道“我们错过了新科学”。

  如今中国“宇宙星探”出发,为中国科学家赢得宝贵先机。比如,HXMT早期观测提案征集的范围是中国(含港澳台)的天文学家,观测方案的提交者在一定时间段内将享有该提案观测数据的优先使用权。

  “软硬兼备”

  如果说以“哈勃”为代表的光学望远镜是“看图像”,那么X射线光学望远镜更像是“听声音”。其中,波长在0.1至10纳米的X射线被称为软X射线,波长在0.01至0.1纳米之间的X射线被称为硬X射线,后者能量更高,蕴含的信息也更为丰富。

  包括钱德拉、牛顿望远镜在内,此前大多数观测X射线的空间设备均只能看到软X射线。携带高能X射线望远镜、中能X射线望远镜和低能X射线望远镜的中国“宇宙星探”,已准备好聆听来自太空的一举一动。

  虽然名为硬X射线调制望远镜卫星,中国航天科技集团五院硬X射线调制望远镜卫星工程总设计师马世俊说,HXMT实际上是“软硬兼备”,具有硬X射线和软伽马射线能段大面积的探测器,提高了灵敏度。

  “中国创造”

  马世俊介绍,HXMT出自中国航天科技集团公司五院,应用了成熟的卫星平台及全部国产化的单机部件。“但成熟不等于复制。”他说,考虑到HXMT是工作模式较多的“宇宙星探”,因此从平台设计、姿态控制到温度控制,都要拿出绝活。

  以卫星热控设计为例,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最大相差80摄氏度。研发团队琢磨出多级隔热措施、深冷热管技术、梯度温度加热等妙招,解决这一难题。

  HXMT还饱含中国智慧,有别于既复杂又昂贵的欧美编码孔径成像技术,它采用直接解调方法反演成像技术。简单来说,这项技术充分利用数据中有关测量对象和测量仪器的信息,分辨率高,还能有效抑制噪音干扰。

  中国科学院高能物理研究所研究员宋黎明说,与欧美发达国家相比,中国的空间科学仍然处于起步阶段,但HXMT为中国在空间X射线观测领域抢占一席之地。

  宋黎明还介绍,中科院高能所在2007年提出X射线时变与偏振探测卫星(eXTP)计划,以作为HXMT的后续任务。“eXTP的综合性能将有一个数量级的提高。”他说,这项计划已吸引20多个国家的科学家有意向参与合作。

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