2017年6月15日11時(shí)00分，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征四號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射硬X射線(xiàn)調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星“慧眼”，這是我國(guó)首顆大型X射線(xiàn)天文衛(wèi)星，同時(shí)此次發(fā)射還搭載了國(guó)內(nèi)國(guó)外3顆小衛(wèi)星。

　　硬X射線(xiàn)調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命4年，承載高能、中能、低能X射線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡和空間環(huán)境監(jiān)測(cè)儀，通過(guò)巡天觀測(cè)、定點(diǎn)觀測(cè)和小天區(qū)掃描3種工作模式，能夠?qū)崿F(xiàn)寬波段、高靈敏度、高分辨率的X射線(xiàn)空間觀測(cè)。衛(wèi)星成功發(fā)射和正常運(yùn)行后，將使我國(guó)在X射線(xiàn)空間觀測(cè)方面具有國(guó)際先進(jìn)的暗弱變?cè)囱蔡炷芰?、?dú)特的多波段快速光觀測(cè)能力等，推動(dòng)我國(guó)高能天體物理研究進(jìn)入世界先進(jìn)行列。

　　硬X射線(xiàn)調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星工程是由國(guó)防科工局和中國(guó)科學(xué)院聯(lián)合組織實(shí)施的空間科學(xué)項(xiàng)目。衛(wèi)星、運(yùn)載火箭分別由中國(guó)航天科技集團(tuán)公司中國(guó)空間技術(shù)研究院、上海航天技術(shù)研究院研制，地面測(cè)控系統(tǒng)由西安衛(wèi)星測(cè)控中心負(fù)責(zé)，中科院國(guó)家空間科學(xué)中心、遙感與數(shù)字地球研究所和高能物理研究所分別負(fù)責(zé)地面應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)及衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收、處理、分發(fā)和科學(xué)應(yīng)用。這是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的248次飛行。

　　【延伸閱讀】

　　今夜開(kāi)始，硬X射線(xiàn)調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星“慧眼”為您直播超長(zhǎng)“太空舞臺(tái)劇”

　　深邃而神秘的太空從不平靜。星辰大海中日復(fù)一日的斗轉(zhuǎn)星移、繞行伴飛，黑洞張開(kāi)大嘴吞噬光線(xiàn)，超新星突然爆發(fā)、中子星意外形成，恒河沙數(shù)的各類(lèi)天體在太空這個(gè)大舞臺(tái)上無(wú)時(shí)無(wú)刻不上演著一幕幕“太空舞臺(tái)劇”。

　　觀看“太空舞臺(tái)劇”不僅是無(wú)數(shù)天文學(xué)家、物理學(xué)家夢(mèng)寐以求的愿望，也是數(shù)千年來(lái)人類(lèi)的共同愿望。6月15日，我國(guó)第一顆天文衛(wèi)星“中國(guó)哈勃”——硬X射線(xiàn)調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星成功發(fā)射。填補(bǔ)了我國(guó)軌道觀測(cè)的空白，使中國(guó)躋身于太空觀察員俱樂(lè)部，中國(guó)的科技人員將借助這顆望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星對(duì)宇宙中的各類(lèi)硬X射線(xiàn)進(jìn)行近距離觀察。

　　HXMT衛(wèi)星示意圖

　　早在幾千年前，人類(lèi)就開(kāi)始肉眼觀測(cè)星空，試圖找出它們的運(yùn)行規(guī)律。后來(lái)又發(fā)明了各類(lèi)天文儀器，借助這些儀器設(shè)備，人類(lèi)將“欲窮千里目”變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)。當(dāng)前，人們可以利用地基觀測(cè)和軌道觀測(cè)等手段對(duì)天文現(xiàn)象進(jìn)行觀測(cè)。地基觀測(cè)便是我們熟知的在地球上建立天文臺(tái)，通過(guò)各種天文望遠(yuǎn)鏡，針對(duì)可觀測(cè)到的天體進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間各種的圖片及數(shù)據(jù)收集。

　　在宇宙中，脈沖星、伽馬射線(xiàn)暴、超新星遺跡、黑洞等都會(huì)射出X射線(xiàn)，如果可以接收到這些射線(xiàn)加以分析，就能勾畫(huà)出這些天體的輪廓，對(duì)人類(lèi)探索太空具有重要意義。航天科技集團(tuán)五院西安分院硬X射線(xiàn)調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星數(shù)傳分系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人許興介紹，之所以要將硬X射線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星發(fā)射到幾百公里之外的軌道，是因?yàn)榈鼗^測(cè)仍然存在很多不足，比如X射線(xiàn)穿越地球大氣層時(shí)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重衰減，地面觀測(cè)的準(zhǔn)確性、全面性就大打折扣。

　　由我國(guó)自主研制的第一個(gè)天文衛(wèi)星則是“前排VIP觀眾”，是世界上靈敏度和分辨率最高的硬X射線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星，有望發(fā)現(xiàn)大批被塵埃遮擋的超大質(zhì)量黑洞和未知類(lèi)型天體。

　　中國(guó)人第一次把天文望遠(yuǎn)鏡搬上了太空軌道，除了得益于發(fā)射技術(shù)和測(cè)控技術(shù)外，更得益于高端的衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。

　　我國(guó)硬X射線(xiàn)調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星將在軌服役4年，這4年里，它將一刻無(wú)休地進(jìn)行觀測(cè)，這首先就要求數(shù)傳分系統(tǒng)這個(gè)“太空信使”身體倍兒棒。太空中的強(qiáng)輻射會(huì)對(duì)衛(wèi)星的敏感器件等產(chǎn)品的壽命造成影響，為了讓衛(wèi)星達(dá)到設(shè)計(jì)壽命，研制人員在衛(wèi)星容易受輻射影響的部位加厚防輻射包裹，類(lèi)似孕期的準(zhǔn)媽媽常穿著防輻射服保護(hù)腹中的寶寶一樣。太空環(huán)境中這一層威脅還較容易得到化解。免于單粒子翻轉(zhuǎn)對(duì)衛(wèi)星芯片等產(chǎn)品的影響要復(fù)雜和艱難得多。

　　硬X射線(xiàn)調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星基本情況

　　作為我國(guó)自主創(chuàng)新的重大科學(xué)工程，硬X射線(xiàn)調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星填補(bǔ)了我國(guó)空間X射線(xiàn)天文衛(wèi)星研制的空白，推動(dòng)了空間技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)天文觀測(cè)由地面觀測(cè)到天地聯(lián)合觀測(cè)的跨越，樹(shù)立了衛(wèi)星研制工程與科學(xué)、工程與技術(shù)緊密結(jié)合的典范，鑄就了我國(guó)天文學(xué)發(fā)展史上的里程碑。

　　硬X射線(xiàn)調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星于2011年3月由國(guó)防科工局與財(cái)政部共同批復(fù)立項(xiàng)，由航天科技集團(tuán)公司五院抓總研制。

　　硬X射線(xiàn)調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星構(gòu)型：衛(wèi)星本體呈立方體構(gòu)型，總質(zhì)量約為2500 kg，其中載荷重量981 kg。

　　HXMT衛(wèi)星在軌運(yùn)行示意圖

　　主要科學(xué)目標(biāo)：

　?。?）通過(guò)對(duì)銀道面、銀心和核球的大天區(qū)掃描巡天和監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)新的高能變?cè)春鸵阎吣芴祗w的新活動(dòng)。

　?。?）通過(guò)對(duì)河內(nèi)黑洞和中子星進(jìn)行長(zhǎng)期高頻次監(jiān)測(cè)，理解黑洞和中子星系統(tǒng)的活動(dòng)和演化機(jī)制。

　　（3）通過(guò)對(duì)高流強(qiáng)河內(nèi)黑洞和中子星進(jìn)行高統(tǒng)計(jì)量觀測(cè)，理解吸積黑洞和中子星系統(tǒng)的基本性質(zhì)。

　?。?）利用其擴(kuò)展到200 keV-3 MeV能段的探測(cè)能力，獲得新的伽馬射線(xiàn)暴及其它爆發(fā)現(xiàn)象的能譜和時(shí)變觀測(cè)數(shù)據(jù)，理解高能劇烈爆發(fā)天體的基本屬性，研究宇宙深處大質(zhì)量恒星的死亡以及中子星并合等過(guò)程中黑洞的形成。

　　獨(dú)特之處：

　?。?）大天區(qū)、大有效面積的寬波段X射線(xiàn)掃描巡天觀測(cè)能力，可以更有效地發(fā)現(xiàn)處于暴發(fā)態(tài)的X射線(xiàn)暫現(xiàn)源，在國(guó)際上首次系統(tǒng)性地獲得銀河系內(nèi)高能天體活動(dòng)的動(dòng)態(tài)圖景，發(fā)現(xiàn)大量新的天體和天體活動(dòng)新現(xiàn)象，從而更深入地理解X射線(xiàn)雙星的長(zhǎng)周期演化和暴發(fā)機(jī)制。

　　（2）大面積、寬波段、高時(shí)間分辨率、高能量分辨率的定點(diǎn)觀測(cè)能力，可以高統(tǒng)計(jì)量地研究X射線(xiàn)雙星的多波段X射線(xiàn)快速光變以及在低能段的能譜快速變化，理解中子星強(qiáng)磁場(chǎng)和黑洞強(qiáng)引力場(chǎng)中的物質(zhì)動(dòng)力學(xué)和高能輻射過(guò)程。

　?。?）硬X射線(xiàn)/軟γ射線(xiàn)能段國(guó)際上最大面積的探測(cè)器，使HXMT成為這一能段天空中最靈敏的伽馬射線(xiàn)暴探測(cè)器和引力波電磁對(duì)應(yīng)體監(jiān)測(cè)器。

　　硬X射線(xiàn)調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星科普知識(shí)

　　1、 為什么要到太空進(jìn)行觀測(cè)？

　　地球大氣對(duì)X射線(xiàn)是不透明的，只有在太空進(jìn)行觀測(cè)，才有可能探測(cè)到來(lái)自天體的X射線(xiàn)。

　　2、HXMT衛(wèi)星的科學(xué)意義是什么？

　　硬X射線(xiàn)調(diào)制望遠(yuǎn)鏡（HXMT）衛(wèi)星是我國(guó)第一顆空間X射線(xiàn)天文衛(wèi)星，將實(shí)現(xiàn)1-250 keV能區(qū)的大天區(qū)巡天和定點(diǎn)觀測(cè)，同時(shí)監(jiān)測(cè)0.2-3 MeV的暴發(fā)現(xiàn)象。HXMT將會(huì)對(duì)銀河系進(jìn)行高靈敏度、高頻次的寬波段X射線(xiàn)巡天，在國(guó)際上首次系統(tǒng)性地獲得銀河系內(nèi)高能天體活動(dòng)的動(dòng)態(tài)圖景，發(fā)現(xiàn)大量新的天體和天體活動(dòng)新現(xiàn)象；HXMT具有獨(dú)特的研究X射線(xiàn)雙星多波段X射線(xiàn)快速光變的能力，預(yù)期可以在黑洞和中子星雙星的研究中獲得大面積新成果；HXMT在硬X射線(xiàn)和軟伽瑪射線(xiàn)能段監(jiān)測(cè)伽瑪射線(xiàn)暴，其接收面積十倍于目前國(guó)際上最好的設(shè)備，從而大幅提高在該能區(qū)探測(cè)伽瑪射線(xiàn)暴、搜索引力波電磁對(duì)應(yīng)體的靈敏度。

　　雙星系統(tǒng)吸積過(guò)程示意圖

　　伽瑪射線(xiàn)暴噴流示意圖

　　3、HXMT衛(wèi)星的名稱(chēng)由來(lái)？

　　HXMT衛(wèi)星叫“慧眼”?？茖W(xué)家團(tuán)隊(duì)及衛(wèi)星工程研制團(tuán)隊(duì)為衛(wèi)星醞釀了6個(gè)名字：鳳舞、天巡、星海、慧眼、仙女、天鏡。通過(guò)網(wǎng)上投票的方式，最后從排名靠前的3個(gè)名字中選擇了“慧眼”。命名原因如下：一是HXMT科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的心愿，用來(lái)紀(jì)念我國(guó)天體物理奠基人之一何澤慧院士，也希望這架空間望遠(yuǎn)鏡能如她的眼睛一樣，尋找高能天體的美麗風(fēng)景；二是祝愿HXMT慧眼如炬，能穿過(guò)星際物質(zhì)的遮擋發(fā)現(xiàn)黑洞，也表示它是科學(xué)家利用智慧打造的觀天利器。

　　4、HXMT衛(wèi)星有哪些預(yù)期成果？

　　預(yù)期可能在三個(gè)方面取得比較重要的進(jìn)展，一是對(duì)銀河系巡天的工作，預(yù)期會(huì)發(fā)現(xiàn)一批以黑洞和中子星為主的新的天體源，二是會(huì)對(duì)一批比較亮的中子星和黑洞做定點(diǎn)的觀測(cè)，有可能對(duì)于中子星和黑洞的性質(zhì)，如中子星的磁場(chǎng)、質(zhì)量，黑洞的質(zhì)量、自轉(zhuǎn)等，給出新的測(cè)量結(jié)果，了解他們?yōu)槭裁从懈鞣N各樣的活動(dòng)性，三是預(yù)期每年大概會(huì)發(fā)現(xiàn)幾十個(gè)到上百個(gè)伽馬射線(xiàn)暴，如果其中的一些事例和引力波的事例存在聯(lián)系，那將是很重要的進(jìn)展。不過(guò)這些都是預(yù)期的科學(xué)成果，但是從目前已有的空間天文望遠(yuǎn)鏡或地面觀測(cè)站來(lái)看，他們?nèi)〉玫暮芏嘀匾茖W(xué)成果往往不是事先預(yù)期的，如哈勃望遠(yuǎn)鏡十大重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)從來(lái)都沒(méi)有出現(xiàn)在預(yù)期結(jié)果清單中，因?yàn)橛钪姹任覀兿胂蟮母鼜?fù)雜更奇妙。

　　5、未來(lái)我國(guó)還有哪些天文衛(wèi)星？

　　現(xiàn)在立項(xiàng)的還有SVOM（Space Variable Objects Monitor，空間變?cè)幢O(jiān)視器），是中法合作的伽馬射線(xiàn)暴專(zhuān)用衛(wèi)星，計(jì)劃2021-2022年升空。當(dāng)然要是按我們的計(jì)劃可以更早，但法國(guó)每年的經(jīng)費(fèi)很有限，甚至原本說(shuō)要2023年才行，后來(lái)經(jīng)過(guò)艱苦的談判才談到2021-2022年。不過(guò)2021-2022年其實(shí)是個(gè)非常好的窗口，因?yàn)閷脮r(shí)地面引力波探測(cè)裝置將達(dá)到最佳靈敏度，是搜尋電磁對(duì)應(yīng)體的最佳時(shí)機(jī)。另外也能夠接替超期服役的Swift，更好地顯示出我們的獨(dú)創(chuàng)性和重要性。沒(méi)有立項(xiàng)但是現(xiàn)在還在努力的，包括觀測(cè)太陽(yáng)的太陽(yáng)極軌望遠(yuǎn)鏡、先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺(tái)，尋找地外行星的系外類(lèi)地行星探測(cè)計(jì)劃，觀測(cè)射電波段的空間毫米波VLBI陣列，以及針對(duì)軟X射線(xiàn)的廣角望遠(yuǎn)鏡愛(ài)因斯坦探針，它們都是中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)中的背景型號(hào)，其中愛(ài)因斯坦探針和先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺(tái)這兩個(gè)小型空間天文衛(wèi)星極有可能在2021-2022年左右發(fā)射運(yùn)行。