6月15日，中国首颗X射线天文卫星“慧眼”从酒泉卫星发射中心升空，它将揭示宇宙中惊心动魄的图景：黑洞吞噬被撕裂的星星、脉冲星疯狂旋转、宇宙深处猛烈的爆炸……

　　据国防科工局消息，这颗卫星全称为硬X射线调制望远镜，由长征四号乙运载火箭送入550公里近地圆轨道。它将巡视银河系中的X射线源，详细研究黑洞和脉冲星，并监测伽马射线暴，探索利用脉冲星为航天器导航。

　　它被命名为“慧眼”，寓意中国在太空“独具慧眼”，能穿过星际物质的遮挡“看”宇宙中的X射线，也为纪念推动中国高能天体物理发展的已故科学家何泽慧。

　　能力

　　两天完成 对银道面的扫描

　　“慧眼”重约2.5吨，载荷重量981公斤，其上同时安装了高、中、低能三组X射线望远镜，实际上是一座小型空间天文台。

　　“慧眼”的探测面积很大，尤其是高能望远镜的探测面积超过了5000平方厘米，是国际上同能区探测器中面积最大的。“面积越大，探测到的信号就会越多，就越有可能发现其他望远镜看不到的现象。”参与卫星研制的科学家熊少林说。

　　“慧眼”的视场也很大，约两天即可完成对银道面的扫描，有利于监测暂现源。“对于一个已知源，当然也有可能取得新发现，但对于一个新的源，新发现的概率当然会更大。”熊少林说。

　　“慧眼”是建立在中国科学家李惕碚和吴枚提出的直接解调成像方法之上的准直型望远镜，因此它还具有观测亮源的优势。

　　特别值得一提的是，在“慧眼”首席科学家张双南的建议下，在不增加和更改软硬件的前提下，只要对探测器工作高压做适当调整，高能望远镜主探测器中原本用于屏蔽本底X射线光子的碘化铯晶体就可用来观测伽马射线暴了。这一创新设想将“慧眼”的观测能区进一步推高到3MeV。

　　来自中国航天科技集团公司五院的卫星副总设计师倪润立说，根据这颗卫星的科学目标，研制人员为它制定了巡天观测、小天区观测和定点观测等多种工作模式。

　　特长

　　特别适合看 “暴躁”的黑洞和中子星

　　由于“慧眼”有较大的视场，对银河系巡天是它最重要的使命。“我们预期会发现一些新的黑洞和中子星。”张双南说。

　　他说，尽管其他国家已发射的同类卫星开展过巡天观测，但绝大多数X射线源都是变源，会不定期发生剧烈的耀发，不是一两次巡天就能发现的，因此“慧眼”将反复开展巡天扫描，及时探测银河系内天体源的耀发。

　　“天上黑洞、中子星那么多，但是现在还没有一个被彻底搞明白，所以会不断有卫星来观测它们。”张双南说。

　　神秘莫测的黑洞还隐藏着很多秘密。“黑洞能产生X射线等各种辐射，还有可能产生高能宇宙线以及强烈的喷流。它们究竟在干什么？现在人类只有二三十个黑洞的样本，能发现更多当然好，对已发现的黑洞我们也希望研究得更清楚，找到黑洞只是开始。”张双南说。

　　据他描述，黑洞有时很“冷静”，有时很“暴躁”。当它“发脾气”时，产生的X射线流强特别高。国外的卫星适合看“安静”的黑洞，而“慧眼”特别适合看“暴躁”的黑洞和中子星。

　　“我们还不知道为什么有些黑洞‘发脾气’，所以我们希望对银河系的黑洞和中子星做比较详细的普查。”张双南说。

　　此外，“慧眼”还要给宇宙中诡异的中子星（脉冲星）“把把脉”。“我们还不清楚中子星的内部是什么。它们具有超强的引力场、电磁场和核密度，可谓极端物理的天然实验室。通过研究中子星的X射线，我们可以测量其表面的磁场强度，研究高密度、强磁场下物质的性质。”张双南说。

　　意义

　　我国第一颗大型天文卫星发射成功

　　中国跻身太空观察员俱乐部

　　西安日报讯（记者 杨斌鹄）6月15日，航天科技集团五院研制的我国第一颗大型天文卫星——硬X射线调制望远镜卫星成功发射。这颗卫星的发射，填补了我国轨道观测的空白，使中国跻身太空观察员俱乐部，中国的科技人员将借助这颗望远镜卫星对宇宙中的各类硬X射线进行近距离观察。

　　在宇宙中，脉冲星、伽马射线暴、超新星遗迹、黑洞等都会射出X射线，如果可以接收到这些射线加以分析，就能勾画出这些天体的轮廓，对人类探索太空具有重要意义。据五院西安分院主管遥感数传类卫星研制的杨毅副院长介绍，我国自主研制的第一个大型天文卫星是世界上灵敏度和分辨率最高的硬X射线望远镜卫星，有望发现大批被尘埃遮挡的超大质量黑洞和未知类型天体。这将加深我国对致密天体和黑洞引力场中动力学和高能辐射过程的认识，使中国高能天体物理观测研究进入国际先进水平。

　　科学家希望通过“慧眼”解开黑洞演化、中子星强磁场等剧烈天文过程中的种种谜团，研究极端引力条件下的广义相对论和极端密度条件下的中子星物态，以及极端磁场条件下的物理规律等基础科学问题，这些是现代物理学有可能获得突破的重要方向。

　　记者了解到，我国第一次把大型天文望远镜搬上了太空轨道，除了得益于发射技术和测控技术外，更得益于高端的卫星数据传输技术。为了让卫星及时向祖国报告硬X射线望远镜这双明亮的眼睛探索到的太空秘密，五院西安分院科研人员给硬X射线调制望远镜卫星配了一名专属的“太空信使”——数传分系统。

　　揭秘

　　航天五院西安分院给卫星配了一名“太空信使”

　　将带来长达4年的“太空舞台剧”直播

　　■记者 杨斌鹄

　　深邃而神秘的太空从不平静。这里不仅有斗转星移、绕行伴飞，而且还有黑洞张开大嘴吞噬光线，超新星突然爆发、中子星意外形成，可以说各类天体在太空这个大舞台上无时无刻不上演着一幕幕“太空舞台剧”。观看太空舞台剧不仅是无数天文学家、物理学家梦寐以求的愿望，也是数千年来人类的共同愿望。随着航天科技集团五院研制的“中国哈勃”——我国第一颗大型天文卫星——硬X射线调制望远镜卫星成功发射。中国航天科技将为您带来长达4年的“太空舞台剧”直播，进一步揭开太空的神秘面纱。

　　观察太空的“前排VIP观众”

　　“在人类派出众多天文卫星中，我国自主研制这颗天文卫星则是‘前排VIP观众’，是世界上灵敏度和分辨率最高的硬X射线望远镜卫星，有望发现大批被尘埃遮挡的超大质量黑洞和未知类型天体。”五院西安分院主管遥感数传类卫星研制的杨毅副院长介绍。

　　杨毅告诉记者，不是所有的空间望远镜都能够实现对X射线的观测，比如我们熟知的“哈勃”就无法观测X射线，只能够观测太空中的可见光波段。“1999年发射的美国钱德拉X射线望远镜及同时期进入太空的欧洲牛顿卫星，作为21世纪初天文学最主要的观测设备，开启了X射线天文学的新时代，取得了一大批重要的研究成果。美中不足的是，人类派出的这些先遣卫星只能看到波长在0.1-10纳米的X射线（被称为软X射线），对于能量较高，波长在0.01-0.1纳米之间的X射线（被称为硬X射线）只能‘视而不见’，自然也将失去很多太空舞台剧的细节和精彩。”杨毅介绍。

　　将4年直播“太空舞台剧”

　　为了让卫星及时向祖国报告硬X射线望远镜这双明亮的眼睛探索到的太空秘密，五院西安分院科研人员给硬X射线调制望远镜卫星配了一名专属的“太空信使”——数传分系统，它的主要功能是将硬X射线望远镜搜集到的数据，实时传输到数据记录系统或通过无线方式传输到地面接收站。我国硬X射线调制望远镜卫星将在轨服役4年，这4年里，望远镜卫星将一刻无休地进行观测，这首先就要求数传分系统这个太空信使“身体倍儿棒”。

　　对一般卫星而言，将受到影响的卫星设备进行关机重启来纠正错误是一种被动的选择，对需要数传分系统4年不间断的工作的硬X射线调制望远镜卫星来说，关机重启意味着数据中断，太空信使的任务目标就无法实现。航天五院西安分院的设计师们利用三模冗余、定时刷新等方法方增强了卫星数传分系统的抗单粒子翻转能力。简单来说，三模冗余、定时刷新，就是将重要数据分别存储3次，也就是给1个数据做了2个备份。若数据被高能单粒子这个细菌篡改，系统会根据另外两个没有被改变的数据，进行自我修复。除此之外，卫星的数传分系统设置了数据的定时刷新功能，这样就保证了卫星数据存储和传输的正确性，也就保证了长达4年的太空舞台剧的直播得以不间断且高保真地进行。

　　使命

　　“期待它帮我们更好地认识引力波”

　　人类已探测到几次引力波，但科学家急切想找到与引力波相对应的电磁波信号，这也是“慧眼”的一项重要使命。

　　熊少林说，目前引力波事件的定位精度还很差，如果在其发生的同时或者相近时间，在其相同位置发现电磁信号，联合分析引力波信号和电磁信号会获得更多关于爆发天体的信息。一些科学家怀疑伽马射线暴很可能是引力波事件的电磁对应体。

　　张双南说：“已经发现的引力波还没有一个找到电磁对应体。如果只在一个波段观测，往往信息是不完整的，所以我们非常希望看到引力波产生时也有X射线、伽马射线或其他波段的信号，这些熟识的电磁波信号能帮助我们更好地认识引力波。”

　　他认为，寻找引力波电磁对应体极为重要。“慧眼”有200keV至3MeV能区面积最大的伽马暴探测器，是目前国际上最好设备的10倍，预计一年可观测到近200个伽马暴，在今后引力波电磁对应体的搜寻中有可能取得一锤定音的效果。

　　“如果能发现引力波的电磁对应体，这将成为‘慧眼’最精彩的科学成果。”张双南说。

　　“我们的望远镜会发现很多我们以前不知道的现象，甚至是全新的天体，我们对此非常期待。但它最终有什么样的发现，现在谁也不知道，天文研究中最有趣的发现都是意外的。”张双南说。