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我国首颗X射线天文卫星“慧眼”投入使用
【发布日期:2018-02-01】  【来源:科技日报 】【字体显示:

 科技日报北京1月30日电 (记者李禾 付毅飞)30日,国防科工局、国家航天局等在北京举行“慧眼”卫星在轨投入使用仪式。“慧眼”卫星总师潘腾在仪式上说,“慧眼”遨游太空,使我国高能天文研究进入空间观测新阶段,对提高我国在空间科学领域的国际地位和影响力具有重要意义。

    作为我国自主设计研制的首颗大型X射线天文卫星,“慧眼”在2017年6月15日成功发射,在轨运行期间,圆满完成卫星平台、有效载荷、地面应用系统等测试任务。测试结果表明,卫星各项功能、性能符合工程研制总要求,具备投入使用条件。

    中国科学院高能物理研究所研究员、“慧眼”卫星首席科学家张双南说,“慧眼”是国际上唯一同时具有大探测器面积、高时间精度且完整监测引力波爆发过程的高能探测器,已多次参加国际空间和地面联测。通过“慧眼”等工作,人类首次“听到”和“看到”宇宙深处剧烈爆发现象,直接探测到由双中子星并合发出的“雷鸣电闪”;进行宇宙最强磁场的硬X射线回旋吸收线观测,发现了中子星内部结构的“缺失环节”,提供研究中子星内部超高密度、超流体、超导体结构的新线索等。

    未来,“慧眼”将为我国科学家提供遥远宇宙中的天体(黑洞)、中子星和中子星双星的高灵敏度图像。中国科学院副院长相里斌强调,“慧眼”卫星正式在轨交付,进入长期运行管理阶段,标志着科学成果产出新阶段的开始。

    为扩大“慧眼”卫星及空间高能物理研究领域的国际影响力,发展空间科学等,国家航天局会同中科院共同成立了“慧眼”卫星国际科学委员会。将为“慧眼”卫星在轨期间交叉检验、对比观测及地面多波段协同观测等提供咨询服务、国际合作;基于卫星数据,开展广泛的数据应用和合作研究,推进数据共享服务;开展卫星及相关领域发展动态和技术预测研究,为后续卫星计划发展提供科学依据等。而国家航天局正在推进实施“慧眼”卫星数据管理办法等,规范数据管理,促进数据应用和科学产出最大化。

    记者从中国航天科技集团五院了解到,在7个多月的在轨测试阶段,“慧眼”运行稳定,大部分指标超出预期。这份优异的成绩单背后,离不开“慧眼”身上的几手“绝活”。

    “慧眼”是一颗对全天球观测的卫星,寿命期内将观测多种空间目标,要想提高其观测能力,首先要提高各种观测模式下的控制精度。为此,五院团队围绕巡天、定点和小天区扫描三种模式,对卫星的姿态控制方式和指向精度进行设计攻关,最终确保“慧眼”的实际指向精度比指标要求提高了近十倍,以保证它能最大发挥其观测能力。

    为了对宇宙天体高能事件实现全天时、大范围观测,“慧眼”集全天球扫描、目标定点凝视、小天区深度扫描、γ暴探测等多种探测模式于一身。为了提高效率,这些模式还能穿插使用、随时切换。

    通常卫星升空后,都是按照地面站发出的指令,完成既定任务。而五院团队为“慧眼”赋予了多种自主管理、自主保护功能。“慧眼”没有固定的对地面,飞天后每个面都可能对着地面。设计师们针对这一特点,通过采用两副天线、两两组阵的方式,解决了全空间测控难题,实现了数传天线在轨自主选择。这使得卫星不需要地面发指令,就能自主选择、自动切换,随时与“家里”保持联系。

    卫星要取得良好的在轨表现,除了卓越的技能,也离不开过硬的身板。“慧眼”在全世界同类卫星中工作模式最多,因而采用了五院最成熟可靠的卫星平台,不仅在承载能力、载荷安装方式、稳定性等方面适应能力强,在平台的设计、姿态控制、温度控制等方面也具备世界一流水平。

    未来,“慧眼”不会一个人战斗。按照我国空间X射线探测“探索、详测、深巡”三步走战略,2018年我国科学家将积极推动增强型X射线时变与偏振空间天文台(eXTP)立项,这将是“慧眼”之后又一个具有世界领先水平的空间X射线探测项目,也可能成为未来10至15年内,我国空间科学领域的旗舰项目,有望在极端条件下的基本物理规律研究方面取得重大突破。



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