茫茫天宇间,在轨运行的航天器“中国方阵”中,除了天舟一号货运飞船、天宫二号空间实验室等之外,还有一颗近日发射升空的新卫星——硬X射线调制望远镜卫星(HXMT)。

“硬X射线”是X射线的一种,对X射线,我们是熟悉的,在医院拍摄透视片,在各类安检中,都接触过它。根据波长,它被分为两类:波长较短(能量较高)的称为硬X射线,波长较长的称为软X射线。

“调制”是指中国科学家创新的把“调制后的信号还原成图像”的技术。望远镜在太空通过硬X射线进行天体观测,必须完成“成像”,而这是核心技术难点。

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上世纪90年代初,中科院高能物理研究所李惕碚院士和他的同事吴枚研究员经过艰苦努力,探索出“直接解调”方法,实现高灵敏度和高分辨率的成像,比国际上采用的编码孔径成像技术更成熟、更便宜。

“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。

6月15日,我国首颗大型硬X射线天文卫星“慧眼”发射成功。中国遥感卫星地面站的密云站、喀什站和三亚站负责承担硬X射线调制望远镜卫星的数据接收任务。

卫星首轨任务时长4分55秒,接收数据量约2.1GB,经验证,卫星数据质量良好。根据计划,密云站和三亚站也同时成功实现了“慧眼”的信号跟踪。

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未来5天,“慧眼”的其他有效载荷将陆续开机工作,卫星在经历为期5个月的在轨测试和标定后,将正式进入在轨运行阶段,实现宽波段、大视场、大有效面积的X射线空间观测,推动我国在国际激烈竞争的高能天体物理观测领域占有一席之地。

与欧美发达国家相比,中国在空间科学方面无疑还处于起步阶段,但仍然有迎头追赶的机会,“慧眼”就有望在X射线天文学领域为中国抢占一席之地。

正如一位美国同行盛赞的那样,中国硬X射线调制望远镜卫星,将是今后这段时期研究黑洞动力学过程独一无二的“利器”,是X射线天文学发展史上的一座里程碑。