使我國進(jìn)入空間觀測(cè)新階段的首顆大型X射線天文衛(wèi)星“慧眼”正式投入使用

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?！盎垩邸毙l(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(jìn)入空間觀測(cè)新階段，對(duì)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(jì)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(yùn)行期間，圓滿完成衛(wèi)星平臺(tái)、有效載荷、地面應(yīng)用系統(tǒng)等測(cè)試任務(wù)。測(cè)試結(jié)果表明，衛(wèi)星各項(xiàng)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(shí)具有大探測(cè)器面積、高時(shí)間精度且完整監(jiān)測(cè)引力波爆發(fā)過程的高能探測(cè)器，已多次參加國際空間和地面聯(lián)測(cè)。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(cè)到由雙中子星并合發(fā)出的“雷鳴電閃”；進(jìn)行宇宙最強(qiáng)磁場的硬X射線回旋吸收線觀測(cè)，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(yuǎn)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(qiáng)調(diào)，“慧眼”衛(wèi)星正式在軌交付，進(jìn)入長期運(yùn)行管理階段，標(biāo)志著科學(xué)成果產(chǎn)出新階段的開始。

為擴(kuò)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(huì)同中科院共同成立了“慧眼”衛(wèi)星國際科學(xué)委員會(huì)。將為“慧眼”衛(wèi)星在軌期間交叉檢驗(yàn)、對(duì)比觀測(cè)及地面多波段協(xié)同觀測(cè)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(jìn)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(dòng)態(tài)和技術(shù)預(yù)測(cè)研究，為后續(xù)衛(wèi)星計(jì)劃發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)等。而國家航天局正在推進(jìn)實(shí)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(jìn)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(tuán)五院了解到，在7個(gè)多月的在軌測(cè)試階段，“慧眼”運(yùn)行穩(wěn)定，大部分指標(biāo)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(duì)全天球觀測(cè)的衛(wèi)星，壽命期內(nèi)將觀測(cè)多種空間目標(biāo)，要想提高其觀測(cè)能力，首先要提高各種觀測(cè)模式下的控制精度。為此，五院團(tuán)隊(duì)圍繞巡天、定點(diǎn)和小天區(qū)掃描三種模式，對(duì)衛(wèi)星的姿態(tài)控制方式和指向精度進(jìn)行設(shè)計(jì)攻關(guān)，最終確?！盎垩邸钡膶?shí)際指向精度比指標(biāo)要求提高了近十倍，以保證它能最大發(fā)揮其觀測(cè)能力。

為了對(duì)宇宙天體高能事件實(shí)現(xiàn)全天時(shí)、大范圍觀測(cè)，“慧眼”集全天球掃描、目標(biāo)定點(diǎn)凝視、小天區(qū)深度掃描、γ暴探測(cè)等多種探測(cè)模式于一身。為了提高效率，這些模式還能穿插使用、隨時(shí)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(tuán)隊(duì)為“慧眼”賦予了多種自主管理、自主保護(hù)功能?！盎垩邸睕]有固定的對(duì)地面，飛天后每個(gè)面都可能對(duì)著地面。設(shè)計(jì)師們針對(duì)這一特點(diǎn)，通過采用兩副天線、兩兩組陣的方式，解決了全空間測(cè)控難題，實(shí)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(dòng)切換，隨時(shí)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?！盎垩邸痹谌澜缤愋l(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(tái)，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(qiáng)，在平臺(tái)的設(shè)計(jì)、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(huì)一個(gè)人戰(zhàn)斗。按照我國空間X射線探測(cè)“探索、詳測(cè)、深巡”三步走戰(zhàn)略，2018年我國科學(xué)家將積極推動(dòng)增強(qiáng)型X射線時(shí)變與偏振空間天文臺(tái)（eXTP）立項(xiàng)，這將是“慧眼”之后又一個(gè)具有世界領(lǐng)先水平的空間X射線探測(cè)項(xiàng)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(xiàng)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。