——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
宇宙深處的黑洞你好,我是“慧眼”,一顆來自中國的空間X射線天文衛(wèi)星。6月15日我首次進(jìn)入太空,飛行在距地550公里圓形軌道上,專門為你而來。
再過幾天,等我身上的科學(xué)儀器加電“技能全開”后,“掃描”銀河系、監(jiān)視恒星爆發(fā)、測量黑洞質(zhì)量等科學(xué)探索任務(wù)都將展開。中國科技人員用6年多時(shí)間將我鍛造成聰明好用的“宇宙星探”,希望能探尋星空的奧秘??茖W(xué)家視我為“X射線天文學(xué)發(fā)展史上的一座里程碑”。有了我,中國的空間科學(xué)探索值得期待。
巡天有我 為黑洞而生
我為宇宙深處的黑洞而生,專業(yè)名稱叫“硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星”,我與硬X射線以及黑洞的關(guān)系還得從頭說起。
從1964年美國探空火箭所攜帶的探測器發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)黑洞——天鵝座X1,到2014年美國科幻大片《星際穿越》描繪了黑洞的模樣,人類對(duì)你這個(gè)吞噬一切的神秘天體的探尋和想像從未停止。
但50多年過去了,人類對(duì)黑洞的了解仍在初始階段。今天的科學(xué)家已經(jīng)知道,當(dāng)物體被黑洞或者中子星等致密天體的引力捕獲后,會(huì)以螺旋運(yùn)動(dòng)掉向中心天體,速度越來越快,溫度越來越高,最后會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的比一般X射線能量還高的硬X射線。
換句話說,探測宇宙中的硬X射線對(duì)人類了解黑洞等致密天體的活動(dòng),揭示宇宙奧秘非常重要。但硬X射線不能穿透地球大氣層,因此,飛出大氣層,探測黑洞等天體發(fā)出的硬X射線的重任就落在我的肩頭。
在未來四年多的時(shí)間里,我身上的高能、中能、低能X射線望遠(yuǎn)鏡和空間環(huán)境監(jiān)測器等科學(xué)儀器能幫我將以我為圓心的全宇宙360度的范圍納入視野之內(nèi)。
我可以“掃視”:對(duì)銀河系進(jìn)行大天區(qū)巡天和掃描,發(fā)現(xiàn)新的高能天體;也可以“凝視”:對(duì)幾十個(gè)經(jīng)典的X射線源進(jìn)行長時(shí)間的定點(diǎn)觀測,測量一批黑洞的質(zhì)量和自傳參數(shù),以及中子星表面的磁場強(qiáng)度、質(zhì)量和半徑,為甄別黑洞形成和中子星內(nèi)部性質(zhì)的理論模型提供依據(jù)。
我還可以“守株待兔”。用我的首席科學(xué)家張雙南的話說:“借助我的伽馬射線暴工作模式,能獲取新的伽馬射線暴及其他劇烈爆發(fā)現(xiàn)象,這些將幫助人類進(jìn)一步理解高能劇烈爆發(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程中的黑洞形成?!?/p>
雖然只是空間天文望遠(yuǎn)鏡俱樂部里的“新人”,但我在能量覆蓋范圍、探測面積和能量分辨率等方面具有明顯的綜合優(yōu)勢(shì),很多技能達(dá)到世界先進(jìn)水平。我的首席科學(xué)家張雙南相信,未來,依靠我的努力,中國可以發(fā)現(xiàn)一批以中子星、黑洞為主的新的天體源,而且每年都能發(fā)現(xiàn)幾十個(gè)到上百個(gè)伽馬射線暴。
“聯(lián)姻”:以科學(xué)的名義
與以往中國發(fā)射的普通衛(wèi)星相比,我一亮相就得到廣泛的國際關(guān)注,不僅因?yàn)槲沂侵袊最wX射線天文望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星,而且因?yàn)槲亿s在了美國NASA“超越愛因斯坦計(jì)劃”的“黑洞發(fā)現(xiàn)者”之前升空。
就連美國“超越愛因斯坦計(jì)劃”新一代“黑洞發(fā)現(xiàn)者”候選項(xiàng)目EXIST的首席科學(xué)家也為我點(diǎn)贊:“中國硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星,將是國際上發(fā)現(xiàn)黑洞的重要裝置,是2020年前世界主打數(shù)據(jù)源,會(huì)對(duì)今后一段時(shí)間研究黑洞動(dòng)力學(xué)過程發(fā)揮獨(dú)一無二的作用。”
然而在此之前,在數(shù)十顆從地球成功發(fā)射的天文衛(wèi)星中,沒有一顆是中國的,由于觀測數(shù)據(jù)源受制于國外,中國空間天文領(lǐng)域一度難以率先獲得創(chuàng)新性成果。
為了彌補(bǔ)遺憾,盡快填補(bǔ)中國空間天文探測領(lǐng)域的空白。我的父母——航天科技集團(tuán)五院和中國科學(xué)院高能所這兩個(gè)“國家隊(duì)”以科學(xué)的名義“聯(lián)姻”,用中國的理論和中國的衛(wèi)星打造出我這個(gè)太空望遠(yuǎn)鏡,從而為中國獲得重大科學(xué)產(chǎn)出、實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展奠定新的里程碑。
但這樣的“聯(lián)姻”并不一帆風(fēng)順。在我2500公斤的體重中,科學(xué)儀器的重量占了981公斤,這些科學(xué)儀器,是國內(nèi)眾多科學(xué)家凝結(jié)近20年心血打造的。但這些全新的科學(xué)載荷也從技術(shù)、材料、工藝到環(huán)境、人員、設(shè)備等各方面給衛(wèi)星研制帶來全新挑戰(zhàn)。
比如,為了解決我的探測器的散熱問題,航天科技集團(tuán)五院的工作人員專門為我研制了低溫?zé)峁?。在零下幾十?dāng)z氏度的空間環(huán)境下工作,低溫?zé)峁苣軒臀野烟綔y器保持在適宜工作的溫度,從而確保探測精度。
正如來自航天科技集團(tuán)五院硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星總指揮兼總設(shè)計(jì)師潘騰所說,空間科學(xué)衛(wèi)星的研制,對(duì)航天技術(shù)有很大的促進(jìn)和牽引作用,反過來也讓科學(xué)獲得更強(qiáng)的探測能力,解決以前沒有手段去解決的科學(xué)問題,他說,這是中國人在科學(xué)與工程上實(shí)現(xiàn)完美融合的典范。
帶上她的“眼睛” 空間探索我不孤單
中國科學(xué)家們?yōu)槲胰∶盎垩邸?,不光因?yàn)槲夷艽┻^星際物質(zhì)的遮擋“看”宇宙中的X射線,還為紀(jì)念有“中國的居里夫人”之稱的老一輩著名科學(xué)家何澤慧先生。她曾積極推動(dòng)高能天體物理的起步和發(fā)展,在核物理、宇宙線超高能物理、高能天體物理等領(lǐng)域都作出了重大貢獻(xiàn)。
在研制我這顆衛(wèi)星的團(tuán)隊(duì)中,有不少是在何澤慧先生的啟迪幫助下成長為高能天體物理的科學(xué)家的?!盎垩邸钡摹盎邸弊峙c何澤慧先生的“慧”一樣,“慧眼識(shí)英雄”,科學(xué)家們希望以此對(duì)老一輩科學(xué)家致敬。
浩瀚太空,星光璀璨。在中國探索宇宙的路上,我不孤單。
在我之前,尋找暗物質(zhì)粒子的“悟空”號(hào)衛(wèi)星、致力于研究微重力流體物理等問題的“實(shí)踐十號(hào)”返回式衛(wèi)星、全球首個(gè)量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”等“前輩”已先后進(jìn)入太空,并分別在各自的領(lǐng)域充當(dāng)科研“利器”,有望產(chǎn)生一批重大突破和原創(chuàng)性成果。
在我之后,更多來自中國的伙伴還將加入。
按國家國防科技工業(yè)局系統(tǒng)工程司副司長趙堅(jiān)的介紹,中國在“十三五”期間將有四次重要的空間科學(xué)衛(wèi)星和探測器實(shí)施發(fā)射,包括:預(yù)計(jì)于2017年8月發(fā)射的中意電磁監(jiān)測試驗(yàn)衛(wèi)星;預(yù)計(jì)于2018年發(fā)射的中法海洋衛(wèi)星;預(yù)計(jì)于2021年左右完成研制并發(fā)射的中法天文衛(wèi)星,以及計(jì)劃在2020年發(fā)射、一次實(shí)現(xiàn)“繞、落、巡”的火星探測器。
而這些才剛開始,一大批空間科學(xué)衛(wèi)星正在中國人的計(jì)劃中,按趙堅(jiān)介紹,中國正在努力推進(jìn)太陽風(fēng)-磁層相互作用全景成像衛(wèi)星工程、磁層-電離層-熱層耦合小衛(wèi)星星座探測計(jì)劃、愛因斯坦探針、先進(jìn)天基太陽天文臺(tái)、全球水循環(huán)衛(wèi)星等空間科學(xué)衛(wèi)星的立項(xiàng)工作,未來中國人探索宇宙的范圍將越來越深、越來越廣。
宇宙深處的黑洞啊,對(duì)你來說,地球上的人類太渺小,可他們對(duì)宇宙奧秘的探索與追問一刻不停。在我的祖國,越來越多的中國孩子仰望星空,他們崇尚科學(xué),“慧”識(shí)宇宙,“眼”觀蒼穹。我相信,隨著中國建設(shè)世界科技強(qiáng)國的不斷深入,這個(gè)古老民族將在人類探索星空的道路上作出更多貢獻(xiàn)。
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