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我国首颗大型空间天文卫星 “慧眼”硬X射线调制望远镜成功发射

时间:2017年06月15日 信息来源:本站原创 点击: 【字体:

 

2017年6月15日,“慧眼”硬X射线调制望远镜卫星在酒泉卫星发射场由长征-4B运载火箭发射升空。它填补了我国空间X射线天文卫星研制的空白,实现了我国天文观测由地面观测到天地联合观测的跨越,树立了卫星研制工程与科学、工程与技术紧密结合的典范。该卫星于2011年3月由国防科工局与财政部共同批复立项,由中国空间技术研究院抓总研制,上海航天技术研究院承担运载火箭的研制任务。

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“慧眼”卫星在轨示意图


主要任务分工与合作

记者从国防科工局了解到,在“慧眼”研制中,中国航天科技集团承担卫星平台及火箭的研制任务,中国科学院作为用户,负责卫星地面应用系统的建设和运行,同时负责有效载荷研制。这两个“国家队”坚持精诚合作、精湛技术、精细管理、精准试验的理念,打造出用中国的理论、中国的卫星,提供给中国和全世界的科学家使用的太空望远镜,树立了工程与科学、工程与技术完美融合的典范。


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相关研制人员与“慧眼”卫星合影    南勇/摄


总体性能

“慧眼”卫星继承资源-2卫星平台技术状态设计寿命4年,质量2496kg,轨道倾角为43°的圆轨道,卫星本体呈立方体构型,由服务舱、载荷舱、太阳翼等构成,装载高能、中能、低能X射线望远镜和空间环境监测器等4个探测有效载荷,可观测1250keV能量范围的X射线,主要工作模式包括巡天观测、定点观测和小天区扫描模式,实现宽波段、大视场、大有效面积的空间观测。

科学目标

“慧眼”卫星的主要科学目标可以概括为以下四个方面:①通过对银道面、银心和核球的大天区扫描巡天和监测,发现新的高能变源和已知高能天体的新活动;②通过对河内黑洞和中子星进行长期高频次监测,理解黑洞和中子星系统的活动和演化机制;③通过对高流强河内黑洞和中子星进行高统计量观测,理解吸积黑洞和中子星系统的基本性质;④利用其扩展到200keV~3MeV能段的探测能力,获得新的γ射线暴及其它爆发现象的能谱和时变观测数据,理解高能剧烈爆发天体的基本属性,研究宇宙深处大质量恒星的死亡以及中子星并合等过程中黑洞的形成。

主要特点

“慧眼”卫星具有三大特点:一是有效载荷工作条件严苛,技术难度大;二是工作模式复杂,具有多种姿态定向方式;三是科学载荷需要经过充分地面标定。这些复杂的任务要求为整星的总体方案设计与任务规划带来了重重困难。然而,中国航天人在困难面前不退缩,攻坚克难,托举起具有高度科学创新性和技术可靠性的太空天文望远镜,驻足于广袤的宇宙空间。

工程和技术优势

从工程和技术指标上来讲,“慧眼”卫星在同类卫星中优势非常明显。首先,功能性能强,既能实现定点观测,又能对大天区进行扫描成像,还能监测空间的高能爆发源;其次,探测波段宽,利用三种探测器,实现了1~250keV的全覆盖;第三,探测面积大,尤其是高能X射线望远镜的探测面积超过了5000cm2,是国际上同能区面积最大的准直型望远镜;第四,工作模式多;第五,平台高可靠。完美的设计和制造技术,使得卫星在各种极端的条件下都能可靠的完成观测、数据星上存贮和及时下传等工作,保证任务可顺利实施。该卫星的研制,对于推动中国航天的技术创新,同样具有重要意义。

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“慧眼”卫星模型      南勇/摄


总体水平

目前国际上在轨运行的X射线天文卫星有7颗。“慧眼”卫星和在轨运行的X射线天文卫星相比,有如下优势:一是大天区、大有效面积的宽波段X射线扫描巡天观测能力,可以更有效地发现处于爆发态的X射线暂现源。二是大面积、宽波段、高时间分辨率、高能量分辨率的定点观测能力,可以高统计量地研究X射线快速光变和能谱快速变化。三是具有国际上硬X射线和γ射线能段最大面积的探测器,使硬X射线天文望远镜卫星成为这一能段天空中最灵敏的爆发源探测器。

可以看出,“慧眼”卫星的研制充分吸收了中国空间技术研究院几十年来卫星工程的成功经验和技术成果;充分体现出研制队伍为满足用户需要而进行产品设计制造的创新能力;充分展现了中国空间技术研究院在空间科学卫星领域研制成本更低、速度更快、可实现方法多、可拓展能力强的雄厚实力和研制水平,以及完整配套的科研生产体系和完备的试验验证设施;充分彰显出中国航天多领域、多平台、全方位服务科学探测和研究的能力。这些能力和水平可以保证实现按照用户提出的任意要求量身定制。

 


(作者:王晓宇)
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