我國首顆X射線天文衛(wèi)星“慧眼”投入使用
科技日報北京1月30日電 (記者李禾付毅飛)30日,國防科工局、國家航天局等在北京舉行“慧眼”衛(wèi)星在軌投入使用儀式。“慧眼”衛(wèi)星總師潘騰在儀式上說,“慧眼”遨游太空,使我國高能天文研究進入空間觀測新階段,對提高我國在空間科學(xué)領(lǐng)域的國際地位和影響力具有重要意義。
作為我國自主設(shè)計研制的首顆大型X射線天文衛(wèi)星,“慧眼”在2017年6月15日成功發(fā)射,在軌運行期間,圓滿完成衛(wèi)星平臺、有效載荷、地面應(yīng)用系統(tǒng)等測試任務(wù)。測試結(jié)果表明,衛(wèi)星各項功能、性能符合工程研制總要求,具備投入使用條件。
中國科學(xué)院高能物理研究所研究員、“慧眼”衛(wèi)星首席科學(xué)家張雙南說,“慧眼”是國際上唯一同時具有大探測器面積、高時間精度且完整監(jiān)測引力波爆發(fā)過程的高能探測器,已多次參加國際空間和地面聯(lián)測。通過“慧眼”等工作,人類首次“聽到”和“看到”宇宙深處劇烈爆發(fā)現(xiàn)象,直接探測到由雙中子星并合發(fā)出的“雷鳴電閃”;進行宇宙最強磁場的硬X射線回旋吸收線觀測,發(fā)現(xiàn)了中子星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的“缺失環(huán)節(jié)”,提供研究中子星內(nèi)部超高密度、超流體、超導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的新線索等。
未來,“慧眼”將為我國科學(xué)家提供遙遠宇宙中的天體(黑洞)、中子星和中子星雙星的高靈敏度圖像。中國科學(xué)院副院長相里斌強調(diào),“慧眼”衛(wèi)星正式在軌交付,進入長期運行管理階段,標志著科學(xué)成果產(chǎn)出新階段的開始。
為擴大“慧眼”衛(wèi)星及空間高能物理研究領(lǐng)域的國際影響力,發(fā)展空間科學(xué)等,國家航天局會同中科院共同成立了“慧眼”衛(wèi)星國際科學(xué)委員會。將為“慧眼”衛(wèi)星在軌期間交叉檢驗、對比觀測及地面多波段協(xié)同觀測等提供咨詢服務(wù)、國際合作;基于衛(wèi)星數(shù)據(jù),開展廣泛的數(shù)據(jù)應(yīng)用和合作研究,推進數(shù)據(jù)共享服務(wù);開展衛(wèi)星及相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展動態(tài)和技術(shù)預(yù)測研究,為后續(xù)衛(wèi)星計劃發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)等。而國家航天局正在推進實施“慧眼”衛(wèi)星數(shù)據(jù)管理辦法等,規(guī)范數(shù)據(jù)管理,促進數(shù)據(jù)應(yīng)用和科學(xué)產(chǎn)出最大化。
記者從中國航天科技集團五院了解到,在7個多月的在軌測試階段,“慧眼”運行穩(wěn)定,大部分指標超出預(yù)期。這份優(yōu)異的成績單背后,離不開“慧眼”身上的幾手“絕活”。
“慧眼”是一顆對全天球觀測的衛(wèi)星,壽命期內(nèi)將觀測多種空間目標,要想提高其觀測能力,首先要提高各種觀測模式下的控制精度。為此,五院團隊圍繞巡天、定點和小天區(qū)掃描三種模式,對衛(wèi)星的姿態(tài)控制方式和指向精度進行設(shè)計攻關(guān),最終確?!盎垩邸钡膶嶋H指向精度比指標要求提高了近十倍,以保證它能最大發(fā)揮其觀測能力。
為了對宇宙天體高能事件實現(xiàn)全天時、大范圍觀測,“慧眼”集全天球掃描、目標定點凝視、小天區(qū)深度掃描、γ暴探測等多種探測模式于一身。為了提高效率,這些模式還能穿插使用、隨時切換。
通常衛(wèi)星升空后,都是按照地面站發(fā)出的指令,完成既定任務(wù)。而五院團隊為“慧眼”賦予了多種自主管理、自主保護功能?!盎垩邸睕]有固定的對地面,飛天后每個面都可能對著地面。設(shè)計師們針對這一特點,通過采用兩副天線、兩兩組陣的方式,解決了全空間測控難題,實現(xiàn)了數(shù)傳天線在軌自主選擇。這使得衛(wèi)星不需要地面發(fā)指令,就能自主選擇、自動切換,隨時與“家里”保持聯(lián)系。
衛(wèi)星要取得良好的在軌表現(xiàn),除了卓越的技能,也離不開過硬的身板。“慧眼”在全世界同類衛(wèi)星中工作模式最多,因而采用了五院最成熟可靠的衛(wèi)星平臺,不僅在承載能力、載荷安裝方式、穩(wěn)定性等方面適應(yīng)能力強,在平臺的設(shè)計、姿態(tài)控制、溫度控制等方面也具備世界一流水平。
未來,“慧眼”不會一個人戰(zhàn)斗。按照我國空間X射線探測“探索、詳測、深巡”三步走戰(zhàn)略,2018年我國科學(xué)家將積極推動增強型X射線時變與偏振空間天文臺(eXTP)立項,這將是“慧眼”之后又一個具有世界領(lǐng)先水平的空間X射線探測項目,也可能成為未來10至15年內(nèi),我國空間科學(xué)領(lǐng)域的旗艦項目,有望在極端條件下的基本物理規(guī)律研究方面取得重大突破。
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