我國成功發射首顆硬X射線調製望遠鏡衛星"慧眼" 將探索黑洞

原標題:成功發射首顆硬X射線調製望遠鏡衛星"慧眼" 將探索黑洞

6月15日11時00分，在酒泉衛星發射中心採用長征四號乙運載火箭，成功發射首顆X射線空間天文衛星「慧眼」。圖為火箭騰空瞬間。（中新社記者 付毅飛 攝）

■成功發射首顆硬X射線調製望遠鏡衛星"慧眼"

（千龍網綜合報道）2017年6月15日11時00分，在酒泉衛星發射中心用長征四號乙運載火箭，成功發射硬X射線調製望遠鏡衛星「慧眼」，這是首顆大型X射線天文衛星，同時此次發射還搭載了國內國外3顆小衛星。這顆衛星的全名是硬X射線調製望遠鏡衛星（HXMT），它能穿過星際物質的遮擋「看」到宇宙中的X射線，相當於在空間探測領域多了個眼睛。據了解，HXMT衛星發射入軌之後的第5天將對HXMT的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。

6月15日11時00分，在酒泉衛星發射中心採用長征四號乙運載火箭，成功發射首顆X射線空間天文衛星「慧眼」。該衛星英文名簡稱HXMT，圖為研製團隊按照慣例，排成相應字母並與衛星合影，以此祈願成功發射。（中新社發 航天科技集團五院 供圖）

硬X射線調製望遠鏡衛星設計壽命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、高解析度的X射線空間觀測。衛星成功發射和正常運行后，將使在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，推動高能天體物理研究進入世界先進行列。已先後與歐洲空間局、俄羅斯、巴西、法國、義大利、阿爾及利亞、阿根廷等國家及國際組織建立雙邊航天合作機制，未來還將持續推進重大空間科學任務，深化論證並啟動新的空間科學項目，強化空間科學關鍵技術預先研究，繼續拓展空間科學領域國際合作。

6月15日11時00分，在酒泉衛星發射中心採用長征四號乙運載火箭，成功發射首顆X射線空間天文衛星「慧眼」。圖為吊裝衛星瞬間。（中新社發 航天科技集團五院 供圖）

「慧眼」是繼中歐合作地球空間探測雙星、「悟空」號暗物質粒子探測衛星和「墨子」號量子科學實驗衛星之後，又一顆重要的空間科學衛星。硬X射線調製望遠鏡衛星工程是由國防科工局和科學院聯合組織實施的空間科學項目。衛星、運載火箭分別由航天科技集團公司空間技術研究院、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。這是長征系列運載火箭的248次飛行。

6月15日11時00分，在酒泉衛星發射中心用長征四號乙運載火箭，成功發射硬X射線調製望遠鏡衛星「慧眼」。這次發射還搭載了國內外3顆小衛星。（新華社發 甄哲 攝）

■「慧眼」識黑洞

這顆被稱作「慧眼」的衛星，肩負著四大任務：一是通過對銀道面、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；二是通過對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；三是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；四是利用其擴展到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。

左圖：硬X射線調製望遠鏡衛星（HXMT）示意圖。右圖：硬X射線調製望遠鏡衛星（HXMT）有效載荷示意圖。

硬X射線調製望遠鏡衛星質量約2.5噸，設計壽命4年，本體呈立方體構型。硬X射線調製衛星工程總師馬世俊介紹，該衛星裝載高能、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能量範圍的X射線，有巡天觀測、定點觀測和小天區掃描等多種工作模式，可實現寬波段、大視場、大有效面積的空間觀測。在浩瀚的宇宙中，脈衝星、伽瑪射線暴、超新星遺迹、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。但是，這些X射線是無法穿越地球大氣層的，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。也就是說，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。

■原始創新實現「低成本高精度」

「慧眼」可以說是同類衛星中的「集大成者」。國家航天局系統工程一司副司長趙堅介紹，該衛星是基於科學家李惕碚院士原創的直接解調成像方法，解決了低成本探測器成像問題，實現寬波段、大視場、大有效面積的空間X射線觀測。同時，衛星有效載荷種類全、規模大，探測模式多，在世界現有同類衛星中，具有先進的暗弱變源的巡天能力、獨特的多波段快速光變觀測能力。當然，能夠實現如此複雜的功能，也需要衛星平台系統的「功底」過硬。

趙堅介紹，目前國際上，在軌運行的X射線天文衛星有7顆。「慧眼」在同類衛星中有如下優勢。首先是大天區、大有效面積的寬波段X射線掃描巡天觀測能力，可以更有效地發現處於爆發態的X射線暫現源。其次，「慧眼」還有大面積、寬波段、高時間解析度、高能量解析度的定點觀測能力，可以高統計量地研究X射線快速光變和能譜快速變化。另外，「慧眼」具有國際上硬X射線至伽馬射線能段最大面積的探測器，使硬X射線天文望遠鏡衛星成為這一能段天空中最靈敏的爆發天體探測器。

據了解，國家航天局正在制定硬X射線調製望遠鏡衛星的數據管理辦法，遵循公開共享的原則，各國的空間科學工作者都可按規定，研究和使用衛星的數據。趙堅表示，硬X射線調製望遠鏡衛星的成功發射，將推動航天技術發展，大幅提升空間技術水平。衛星將對一系列的高能天體及其活動開展前沿性探索，為高能物理研究提供有力支持。此外，通過觀測數據的共享和發布機制的建立，進一步加強國際合作，促進航天領域的開放共享。同時，通過科學攻關，促進研究人才的培養，加強在空間科學領域的原始創新能力。