中国“慧眼”洞见宇宙我国成功发射首颗X射线调制望远镜卫星“慧眼”
【新华社甘肃酒泉6月15日电】15日11时00分，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭，成功发射硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”。这次发射还搭载了国内外3颗小卫星。
“慧眼”是我国首颗大型X射线天文卫星，设计寿命4年，承载高能、中能、低能X射线望远镜和空间环境监测仪，通过巡天观测、定点观测和小天区扫描3种工作模式，能够实现宽波段、高灵敏度、高分辨率的X射线空间观测。
据介绍，卫星成功发射和正常运行后，将使我国在X射线空间观测方面具有国际先进的暗弱变源巡天能力、独特的多波段快速光观测能力等，推动我国高能天体物理研究进入世界先进行列。
硬X射线调制望远镜卫星工程是由国防科工局和中国科学院联合组织实施的空间科学项目。卫星、运载火箭分别由中国航天科技集团公司中国空间技术研究院、上海航天技术研究院研制，地面测控系统由西安卫星测控中心负责，中科院国家空间科学中心、遥感与数字地球研究所和高能物理研究所分别负责地面应用系统建设及卫星数据接收、处理、分发和科学应用。
这是长征系列运载火箭的248次飞行。
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“十三五”期间我国有四次重要发射
经过60多年的发展，中国航天在空间技术、空间应用、空间科学三大领域均取得了长足的进步。空间科学逐步建立起了包括空间天文、空间物理、太阳系探测、微重力科学、空间生命科学等专业领域，人才队伍初具规模、科研成果不断涌现。“十三五”期间，我国将有4次重要的空间科学卫星和探测器实施发射：
1.中意电磁监测试验卫星预计2017年8月发射，是用于监测获取空间电离层和磁场异常变化信息的试验卫星，研究地震前兆引发电离层和磁场变化的关联，从而反演地震预测模型。
2.中法海洋卫星2018年完成研制并发射，将获取海面风场、海浪等海洋动力环境参数，主要应用于海洋波浪预报、防灾减灾等方面。
3.中法天文卫星2021年左右完成研制并发射，通过发现和快速定位各种伽马暴，星地联合完成伽马暴的电磁辐射性质的全面测量，为暗能量和宇宙演化研究提供基础观测数据。通过上述卫星的发射，将进一步提升我国在空间天气、空间物理等领域的国际影响力。
4.正在加快推进首次火星探测任务实施，将在2020年发射探测和着陆巡视的火星探测器，一次实现“绕、落、巡”，为后续开展火星科学研究奠定基础。
解读
“慧眼”:空间科学之重器
它被命名为“慧眼”，寓意中国在太空“独具慧眼”，能穿过星际物质的遮挡“看”宇宙中的X射线，也为纪念推动中国高能天体物理发展的已故科学家何泽慧。
科学家希望通过“慧眼”解开黑洞演化、中子星强磁场等剧烈天文过程中的种种谜团，研究极端引力条件下的广义相对论和极端密度条件下的中子星物态，以及极端磁场条件下的物理规律等基础科学问题，这些是现代物理学有可能获得突破的重要方向。
可从不同能段来观测天体
“慧眼”重约2.5吨，载荷重量981公斤，其上同时安装了高、中、低能三组X射线望远镜，实际上是一座小型空间天文台。
据中科院高能物理研究所研究员、卫星有效载荷总设计师卢方军介绍，这颗卫星首次实现了1-250keV的能区全覆盖，有利于从不同能段来观测和研究X射线天体的辐射机制。
“慧眼”的探测面积很大，尤其是高能望远镜的探测面积超过了5000平方厘米，是国际上同能区探测器中面积最大的。“面积越大，探测到的信号就会越多，就越有可能发现其他望远镜看不到的现象。”参与卫星研制的科学家熊少林说。
“慧眼”的视场也很大，约两天即可完成对银道面的扫描，有利于监测暂现源。“对于一个已知源，当然也有可能取得新发现，但对于一个新的源，新发现的概率当然会更大。”熊少林说。
“慧眼”是建立在中国科学家李惕碚和吴枚提出的直接解调成像方法之上的准直型望远镜，因此它还具有观测亮源的优势。
据低能望远镜主任设计师陈勇介绍，X射线能量越低，光子数量就越多。“在观测低能段亮源时，聚焦型望远镜会把所有X射线光子都聚到一点上，导致曝光过度，只能看到白茫茫一片；而我们的望远镜可以把光子分散开，看多亮的源，都不会晃瞎眼。”
特别值得一提的是，在“慧眼”首席科学家张双南的建议下，在不增加和更改软硬件的前提下，只要对探测器工作高压做适当调整，高能望远镜主探测器中原本用于屏蔽本底X射线光子的碘化铯晶体就可用来观测伽马射线暴了。这一创新设想将“慧眼”的观测能区进一步推高到3MeV。
来自中国航天科技集团公司五院的卫星副总设计师倪润立说，根据这颗卫星的科学目标，研制人员为它制定了巡天观测、小天区观测和定点观测等多种工作模式。
研制人员还为中、低能探测器设计了一把“遮阳伞”。“高能探测器的温度要在18摄氏度左右，而中、低能探测器的温度却可能低至-80摄氏度或-40摄氏度。这就好比一个人穿同一件衣服，却要在南极和赤道都能生存下来。‘遮阳伞\’就是为了实现低温工作环境。”卫星热控副主任设计师周宇鹏说。
“慧眼”入轨后干什么活?
据介绍，“慧眼”主要工作模式包括巡天观测、定点观测和小天区扫描模式。卫星发射入轨后，将开展4个方面的空间探测活动：一是将对银道面进行巡天观测，发现新的高能变源和已知高能天体的新活动；二是通过观测和分析黑洞、中子星等高能天体的光变和能谱性质，加深对致密天体和黑洞强引力场中动力学和高能辐射过程的认识；三是在硬X射线/软伽马射线能区获得伽马射线暴及其他爆发现象的能谱和时变观测数据，研究宇宙深处大质量恒星死亡以及中子星并合等导致的黑洞的形成过程；四是探索利用X射线脉冲星进行航天器自主导航的技术和原理并开展在轨实验。
该卫星发射将推动航天技术发展，大幅提升我国空间技术水平。硬X射线调制望远镜卫星以探索宇宙形成和演化的重大科学为牵引，围绕空间天文和空间物理环境开展研究，实施创新性的空间科学任务，解决了多观测模式下的卫星总体、控制、热控及自主探测器的研制技术，实现了宽波段、高灵敏度、高分辨率的空间观测能力，将有助于提高我国空间X射线探测能力，实现我国在空间技术的重大突破。
还将对一系列的高能天体及其活动开展前沿性探索，为高能物理研究提供有力支持。卫星的研制和发射将实现空间硬X射线银河系巡天，促进发现大批高能天体和天体高能辐射新现象，并对黑洞、中子星等重要天体进行高灵敏度定向观测，推进人类对极端条件下高能天体物理动力学、粒子加速和辐射过程的认识。
此外，通过观测数据的共享和发布机制的建立，将有效提高卫星数据应用效率和科学成果的产出，加强空间科学技术研究的国际交流，为全球硬X射线探测体系作出应有贡献，带动空间科学研究水平的提高以及国际影响力的提升。□据新华社电
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