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解读HXMT卫星:中华“慧眼”观测能力有多强—新

发布时间:2017-12-03 阅读:

  HXMT卫星解读:中国“掠影”观测能力有多强?

  在广大的航天器和轨道飞船中国的方阵中,最近又发射了一颗新的卫星硬X射线调制望远镜卫星(除天一号航天器和天坛二号太空实验室外)。与其他航天器相比,这颗重约2.5吨,运行在距离地面550公里的轨道上的卫星似乎已经出现,但却引起了国际媒体的注意。“金融时报”称,卫星的发射是重要的一步向中国发展其与美国和俄罗斯相媲美的太空计划。

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  硬X射线调制望远镜卫星的任务是什么?它配备有复杂的科学负荷?与同类卫星相比,它的显着特点是什么?它将如何促进人类对空间的理解?人们需要了解这些问题的答案。

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  画高精度硬X射线日图

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  尽管硬编码的X射线调制望远镜卫星被誉为中国人的眼睛,但对于很多人来说,似乎并不是很受欢迎,所以,让人觉得高挑的同时,也有一些拒绝千里之遥的这也难怪,现代天文科技本身离人们的生活还很遥远,再加上这个词是从英文字面上翻译出来的,想让它真的很容易。为了消除感冒,首先要熟悉硬X射线和调制两个概念。

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  硬X射线是一种X射线。我们熟悉医院的X光片和X光片。他们已经接触到各种安全检查。根据波长,分为两类:被称为硬X射线的波长越短(能量越高),波长越长称为软X射线。可见,这里的硬性和软性只是为了陈述的分类而已。脉冲星,伽马射线爆发,超新星遗迹,黑洞等天体或天体发出与软X射线相比被宇宙尘埃等横穿的X射线,主要是硬X射线,不被阻止。另一方面,X射线严重地穿过地球大气层,因此,在太空轨道上发射望远镜卫星来捕获X射线,尤其是硬X射线已经成为全世界科学家追求的目标。

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  调制是指中国科学家将调制信号恢复成图像的创新技术。太空中的望远镜靠硬X射线天文观测,成像必须完成,这就是核心技术难点。上世纪90年代初,中国科学院高能物理研究所的李天业院士和他的同事吴梅研究人员通过努力探索直接解调法,实现比国际上采用的高灵敏度和高分辨率的成像光圈成像技术更成熟,更便宜。后来,李天元院士结合成像技术和扫描探测技术,很快提出了硬X射线调制望远镜的概念,通过成像硬X射线源观测,绘制高精度硬X射线天空图。

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  科学家们经过几代人的磨练

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  对于许多不了解背景的人来说,仿佛一夜之间就出来了,一步一步地把中国带入了X射线天文时代。对于李天元来说,这是一个漫长而焦虑的过程。 1993年,他提出了基于直接解调方法的硬X射线调制望远镜的思想。之后,他以各种方式积极奔跑和支持。尽管一再遭受挫折,李天一及其团队并不气馁,根据国际最新动态,不断完善有关方案。 2011年,硬X射线太空望远镜正式成立,被列入“暗物质卫星”十二五“太空战略试点”。

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  老一辈科学家李惕亭和吴梅成功地解决了成像问题,奠定了相关技术的基础。但在望远镜的开发和实施中仍面临一系列技术障碍。第五航天科技集团研究院研究员马世军总工程师介绍,在卫星热控设计方面,为保证有效载荷检测精度,高能量,中能量和低能量探测器必须集中安装在相同的支撑结构上,但它们之间的温度差异很大。一些敏感的仪器和设备必须在零下60℃到零下80℃的低温下才能正常工作。研发团队成员相互启发,重点研究,终于想出了多层次的保温措施,深层热管技术,梯度升温加热等妙招,成功解决了这个问题。

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  国际技术封锁是该项目必须面对的另一个困难。在核心有效载荷高能望远镜的研制过程中,需要引进一定类型的探测器,项目组与外方签订进口合同,后来由外方的有关部门停止位于。面对困境,项目组横向一心一意,在压力下崛起,走自主研发之路。由于正在摸索,不可避免地走一些弯路,但并不气馁。经过一番努力,终于得到了应有的回报。 29轮试制完成30多个样品后,最终得出结论。

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  随身携带众多魔法巡逻无尽的睡眠

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  从实际的有效载荷和眼睛的探测能力来看,将其称为硬X射线调制望远镜是不切实际的,因为它携带了几种强大的魔法武器,不仅使高能量的硬X射线和中等能量,低能量能量软X射线观察和成像,而且还监测空间环境。特别是眼科项目首席科学家张双南创造性地修改了原本用于屏蔽干扰粒子的探测器,成为世界上最大,最灵敏的伽玛射线探测器,极大地扩大了探测范围和能力。

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  据项目负责人潘腾眼睛介绍,卫星进入太空后,望远镜将进入瞬间,连续不间断的巡视模式,即在预计4年的使用寿命内,每分钟必须工作24小时,盯着空间。

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  具体来说,眼睛会从四个方面进行太空探索活动:一是对银河系表面进行天空测绘(银河系沿银河系绘制的大圆圈是银河系,银河系的主要平面位于银色的飞机),发现已知的高能量天体新的能量来源和新的活动。其次,通过观测分析黑洞,中子星等高能天体的光变特性和能谱特性,加深密集天体和黑洞辐射强引力场的动力学和能量等。三是获得硬X射线/软伽玛射线能量区内伽马射线爆发等爆发的能谱和时变观测资料,研究深部宇宙中大质量恒星的死亡与中子的合并星星形成的黑洞;四是探索利用X射线脉冲星自主航天器导航技术的原理和在轨实验。不同于受到其区域和视野影响的眼镜式望远镜,它们能够检测到更多的信号并检测到更多的信号,并且效率更高。

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  即6月16日,也就是发射后24小时,Goggles成功传输了第一批超过2GB的数据。经过验证的数据质量。

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  与欧美发达国家相比,中国无疑仍处于空间科学的初级阶段。但是,还有一个追赶的机会,预计中国在X射线天文学领域将占有一席之地。正如一位美国同事所称,中国的硬X射线调制望远镜卫星将成为未来研究黑洞动力学的独特工具,也是X射线天文学发展史上的一个里程碑。

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  X射线天文学

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  X射线天文学是以天体X射线辐射的天文分支为主要研究方法。天体的X射线受到地球大气层的严重阻碍,主要利用卫星进行探测。早期的X射线检测主要集中在太阳的研究上。自从麻省理工学院的研究小组于1962年6月18日首次发现天蝎座强大的X射线源以来,非太阳X射线天文学已经进入了一个新的发展阶段。自二十世纪七十年代以来,已经发射了专门从事X射线辐射的天文卫星,并观测到许多以前未知的宇宙X射线源,导致X射线源的数量飙升。

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  X射线望远镜

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  X射线望远镜是一种用于检测地球大气层以外的其他来源的X射线并将X射线分解成图像的仪器,由于大气的吸收,X射线望远镜必须携带到空中气球,火箭或太空飞行器,由于天体X射线源远近无力,这些探测器通常具有较大的聚光面积和较高的效率,以便在宇宙射线背景下检测X射线。

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  1970年,在美国科学家Giacconi的领导下,第一颗人造X射线卫星Uhuru在肯尼亚发射。在大约三年的操作中,确定了350个X射线源,包括X射线双星,超新星遗迹,星系团,塞弗特星系等。贾科尼因为他对X射线天文学的开创性贡献而获得了2002年的诺贝尔物理学奖。在乌鲁鲁之后,发射了一系列X射线望远镜,包括欧洲的XMM-Newton卫星,美国的Rossi X射线时变探测器,日本的Chandra X射线天文台和朱雀卫星。

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