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【中國科學報】“宇宙星探”的“X武器”
文章來源:張林 潘晨 龐丹  2017-06-19
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  6月15日,我國首顆硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星——“慧眼”,闖入國際天文望遠鏡衛(wèi)星俱樂部,成為與哈勃、錢德拉望遠鏡并肩作戰(zhàn)的一員。

  “慧眼”就像一個“宇宙星探”,肩負著探測黑洞、中子星等宇宙奧秘的重任。同時,它恰好趕在美國NASA“超越愛因斯坦計劃”黑洞發(fā)現(xiàn)者上天之前步入太空,成為國際上發(fā)現(xiàn)黑洞的重要裝置以及2020年前世界主打的數(shù)據(jù)源。因此,甫一亮相的“慧眼”就得到國際廣泛的關(guān)注。

  同類衛(wèi)星中工作模式最多 

  慧眼識星,必須要有過硬的身體素質(zhì)?!盎垩邸本毦偷氖恰爸袊Ψ颉?。航天科技集團公司五院的科技人員為它打造的,是成熟的衛(wèi)星平臺以及全部國產(chǎn)化的單機部件。因此,不論是“身板”還是“器官”,均經(jīng)過多顆衛(wèi)星的成功應(yīng)用,在可靠性、長壽命上經(jīng)受過考驗。

  成熟不等于復制。作為世界上同類衛(wèi)星中工作模式最多的星探,“慧眼”無論從平臺的設(shè)計、姿態(tài)的控制到溫度的控制,都是數(shù)一數(shù)二的。根據(jù)科學探測需求,科技人員大幅提升了平臺的功能,不僅支撐了“慧眼”全天區(qū)觀測、高低溫工作載荷的工作,還實現(xiàn)了低成本的目標。過硬的設(shè)計和制造技術(shù),使得“慧眼”在各種極端的條件下都能精準地完成觀測、數(shù)據(jù)下傳和星上存貯等任務(wù)。

  五院總體部硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星總指揮兼總設(shè)計師潘騰介紹,從工程和技術(shù)指標上講,這顆衛(wèi)星的功能性能非常強,可以對宇宙天體高能事件實現(xiàn)全天時、大范圍觀測。在4年多的壽命中,它將不停地旋轉(zhuǎn),大范圍觀測著宇宙,360度無死角。

  原創(chuàng)反演成像技術(shù)優(yōu)勢明顯 

  作為一顆科學探索衛(wèi)星,“慧眼”飽含了國人的智慧,具有獨特的中國氣質(zhì)。與歐美的編碼孔徑成像技術(shù)不同,“慧眼”采用的是直接解調(diào)方法反演成像技術(shù)。這種方法是中國科學家的原始性理論創(chuàng)新,用簡單成熟的硬件技術(shù)便可實現(xiàn)高分辨和高靈敏度硬X射線成像觀測。

  與復雜、昂貴的編碼孔徑成像系統(tǒng)相比,直接解調(diào)方法具有簡單準確的優(yōu)勢。由于更充分地利用了數(shù)據(jù)中有關(guān)測量對象和測量儀器的信息,同樣的數(shù)據(jù)經(jīng)直接解調(diào)可以得到比傳統(tǒng)方法好得多的反演結(jié)果和高分辨率,同時噪音干擾被有效抑制,背景異常干凈,極大提高了探測定位的精度,為“慧眼”探測宇宙空間各種事件提供了保證。

   同類探測器中探測面積最大 

  正如武林高手都有成名武器一樣,這名“宇宙星探”也有自己獨特的“兵器”——隨身攜帶著高、中、低能X射線望遠鏡和空間環(huán)境監(jiān)測器。有了這四樣法寶,硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星有如擁有了“火眼金睛”,成為世界上已經(jīng)應(yīng)用的同類探測器中探測面積最大的一位,可以對整個X射線譜段進行探測。

  除了探測空間X射線,“慧眼”還能夠?qū)诙催M行探測,進而拓展到對伽馬暴等進行探測。也就是說,宇宙事件的發(fā)生、發(fā)展到結(jié)束的全過程,它都能夠盡收眼底,而且比國際上其他同類衛(wèi)星在時間分辨率上有大幅提升。這對于推動突發(fā)天體現(xiàn)象的深入研究具有重大意義。

  值得稱道的是,“慧眼”將使我國首次具有自主獲取空間高能天體原始觀測數(shù)據(jù)的能力。按照國際慣例,它所獲得的數(shù)據(jù)將為我國科學家優(yōu)先使用。在我國科學家專項應(yīng)用一年之后,這些數(shù)據(jù)同時將向全世界開放,以促進世界空間科學研究的發(fā)展。

 ?。ㄔd于《中國科學報》 2017-06-16 第3版 科普)

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