中國在太空

航空航天 天文 宇宙 黑洞 北京晨報 2017-06-16
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昨天11時,具有洞穿宇宙奧祕能力的“慧眼”——硬X射線調製望遠鏡衛星,在長征四號乙運載火箭的託舉下,在酒泉成功發射升空。作為我國首顆空間X射線天文衛星,被命名為“慧眼”的硬X射線調製望遠鏡衛星(簡稱HXMT衛星),填補了我國空間X射線天文衛星研製的空白,使得我國天文觀測實現了由地面觀測到天地聯合觀測的跨越。“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,我國又一顆重要的空間科學衛星。衛星設計壽命4年。

衛星發射上天,科學研究才真正開始。作為一個小型空間天文臺,HXMT衛星向中國的天文學家全面開放。“慧眼”發射入軌後第2天將陸續對科學儀器加電,開始為期10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,計劃於今年11月進入常規科學觀測。

據悉,中國國家航天局即將發佈HXMT衛星的數據管理辦法,以遵循公開共享的原則,充分發揮數據的作用,促進數據應用和科學產出最大化。同時,將組建國際科學委員會,有效利用國際智力和技術資源,發展空間科學領域,擴大中國空間高能物理研究領域的國際影響力。

命名

這顆硬X射線調製望遠鏡被命名為“慧眼”,寓意中國在太空“獨具慧眼”,能穿過星際物質的遮擋“看”宇宙中的X射線,也為紀念推動中國高能天體物理髮展的已故科學家何澤慧(生於1914年,2011年逝世,江蘇蘇州人。傑出的核物理學家。被譽為“中國的居里夫人”)。

構成

“慧眼”重約2.5噸,由服務艙、載荷艙、太陽翼等構成的。其裝載著高能、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,包含25個探測器單機,搭載載荷重量約有1噸,佔衛星總重的將近一半。

如此強大的裝備,能將1keV至250keV能量範圍的X射線悉數收入眼底。“慧眼”衛星成為科學家凝視浩渺宇宙中黑洞、中子星釋放X射線的獨特眼眸。而它能做的還不止這些。“慧眼”還具備了伽馬射線暴的觀測能力,也成為國際上能量覆蓋範圍最廣的天文望遠鏡之一。

任務

“慧眼”衛星發射入軌後,將開展四個方面的空間探測活動,包括通過觀測和分析黑洞、中子星等高能天體的光變和能譜性質,加深對緻密天體和黑洞強引力場中動力學和高能輻射過程的認識等。專家解釋說,人類知道的第一個黑洞,就是通過X射線天文望遠鏡發現的。幾乎所有天體都產生X射線,而且有些天體的活動只產生X射線或以產生X射線為主。因而,國際科學界在這一領域的競爭非常激烈。目前已大約有7臺能夠開展X射線觀測的空間設備在運行,包括美國航天局的核分光望遠鏡陣、歐洲空間局的XMM牛頓望遠(XMM-Newton)等。

觀測

HXMT衛星地面應用系統副總設計師屈進祿介紹,第一年,衛星將用30%-40%的時間進行巡天觀測,剩下的時間則進行定點觀測。“我們把銀道面分成了19個天區,望遠鏡掃描一個天區需要兩個多小時,如果不考慮對太陽規避,兩天就可以完成對銀道面的一次掃描。”屈進祿說。

而定點觀測,就是盯著一個目標源進行觀測。屈進祿說,定點觀測的目標分為兩大類,一類是已知源,包括被採納的科學提案中提到的觀測目標;另一類是暫現源,暫現源既有可能是曾經爆發過的已知源,也有可能是新發現的天體源。

“對於已知源,我們已經安排好了觀測計劃;對於新出現的源,我們會馬上組織評估,如果從科學意義上認為值得去觀測的話,經過首席科學家的批准,我們會對觀測計劃進行調整,對新源展開定點觀測。”屈進祿說。

分享

據衛星地面應用系統副總設計師宋黎明介紹,HXMT衛星在軌觀測提案的提出者和為HXMT衛星項目作出貢獻的國內外專家共同組成了科學觀測研究團隊,是衛星觀測數據的優先用戶,按照國際慣例將享有觀測數據專有權一年;之後,數據將向所有人開放。“一方面,我們要把和儀器相關的參數寫進分析軟件,告訴用戶探測器的能區、面積、性能、工作狀態等等;另一方面,我們還要把標定結果做成一個標定數據庫,供用戶使用,以便他們在此基礎上開展後續的數據分析工作。”宋黎明說。

此外,衛星地面應用系統還將提供300多種符合國際標準的數據產品。“國際上已經有了一整套的天文數據分析流程和分析軟件,這就要求我們向國際看齊,把觀測數據加工處理成具有通用格式的數據產品。至於從這些數據產品中提取能譜、光變曲線等信息,繼續進一步的分析,那就是科學家們要做的事情了。”宋黎明說。他指出,數據開放,對於推動更多的人蔘與空間科學的探索將發揮重要的作用。“我們沒有任何保留,把所有的數據都提供給大家。任何人,包括中學生,都可以來下載我們的數據。”

本版撰文 北京晨報記者 韓娜 綜合新華社 漫畫/新華社發 殷哲倫 作

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