2017年6月15日11時00分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征四號乙運載火箭，成功發(fā)射硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星“慧眼”，這是我國首顆大型X射線天文衛(wèi)星，同時此次發(fā)射還搭載了國內(nèi)國外3顆小衛(wèi)星。

　　硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星設(shè)計壽命4年，承載高能、中能、低能X射線望遠鏡和空間環(huán)境監(jiān)測儀，通過巡天觀測、定點觀測和小天區(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射線空間觀測。衛(wèi)星成功發(fā)射和正常運行后，將使我國在X射線空間觀測方面具有國際先進的暗弱變源巡天能力、獨特的多波段快速光觀測能力等，推動我國高能天體物理研究進入世界先進行列。

　　硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星工程是由國防科工局和中國科學院聯(lián)合組織實施的空間科學項目。衛(wèi)星、運載火箭分別由中國航天科技集團公司中國空間技術(shù)研究院、上海航天技術(shù)研究院研制，地面測控系統(tǒng)由西安衛(wèi)星測控中心負責，中科院國家空間科學中心、遙感與數(shù)字地球研究所和高能物理研究所分別負責地面應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)及衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收、處理、分發(fā)和科學應(yīng)用。這是長征系列運載火箭的248次飛行。

　　【延伸閱讀】

　　今夜開始，硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星“慧眼”為您直播超長“太空舞臺劇”

　　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，黑洞張開大嘴吞噬光線，超新星突然爆發(fā)、中子星意外形成，恒河沙數(shù)的各類天體在太空這個大舞臺上無時無刻不上演著一幕幕“太空舞臺劇”。

　　觀看“太空舞臺劇”不僅是無數(shù)天文學家、物理學家夢寐以求的愿望，也是數(shù)千年來人類的共同愿望。6月15日，我國第一顆天文衛(wèi)星“中國哈勃”——硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星成功發(fā)射。填補了我國軌道觀測的空白，使中國躋身于太空觀察員俱樂部，中國的科技人員將借助這顆望遠鏡衛(wèi)星對宇宙中的各類硬X射線進行近距離觀察。

　　HXMT衛(wèi)星示意圖

　　早在幾千年前，人類就開始肉眼觀測星空，試圖找出它們的運行規(guī)律。后來又發(fā)明了各類天文儀器，借助這些儀器設(shè)備，人類將“欲窮千里目”變?yōu)榱爽F(xiàn)實。當前，人們可以利用地基觀測和軌道觀測等手段對天文現(xiàn)象進行觀測。地基觀測便是我們熟知的在地球上建立天文臺，通過各種天文望遠鏡，針對可觀測到的天體進行長時間各種的圖片及數(shù)據(jù)收集。

　　在宇宙中，脈沖星、伽馬射線暴、超新星遺跡、黑洞等都會射出X射線，如果可以接收到這些射線加以分析，就能勾畫出這些天體的輪廓，對人類探索太空具有重要意義。航天科技集團五院西安分院硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星數(shù)傳分系統(tǒng)技術(shù)負責人許興介紹，之所以要將硬X射線望遠鏡衛(wèi)星發(fā)射到幾百公里之外的軌道，是因為地基觀測仍然存在很多不足，比如X射線穿越地球大氣層時會出現(xiàn)嚴重衰減，地面觀測的準確性、全面性就大打折扣。

　　由我國自主研制的第一個天文衛(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射線望遠鏡衛(wèi)星，有望發(fā)現(xiàn)大批被塵埃遮擋的超大質(zhì)量黑洞和未知類型天體。

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

　　我國硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星將在軌服役4年，這4年里，它將一刻無休地進行觀測，這首先就要求數(shù)傳分系統(tǒng)這個“太空信使”身體倍兒棒。太空中的強輻射會對衛(wèi)星的敏感器件等產(chǎn)品的壽命造成影響，為了讓衛(wèi)星達到設(shè)計壽命，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，類似孕期的準媽媽常穿著防輻射服保護腹中的寶寶一樣。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射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星基本情況

　　作為我國自主創(chuàng)新的重大科學工程，硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星填補了我國空間X射線天文衛(wèi)星研制的空白，推動了空間技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)了我國天文觀測由地面觀測到天地聯(lián)合觀測的跨越，樹立了衛(wèi)星研制工程與科學、工程與技術(shù)緊密結(jié)合的典范，鑄就了我國天文學發(fā)展史上的里程碑。

　　硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星于2011年3月由國防科工局與財政部共同批復(fù)立項，由航天科技集團公司五院抓總研制。

　　硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(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)星在軌運行示意圖

　　主要科學目標：

　?。?）通過對銀道面、銀心和核球的大天區(qū)掃描巡天和監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)新的高能變源和已知高能天體的新活動。

　?。?）通過對河內(nèi)黑洞和中子星進行長期高頻次監(jiān)測，理解黑洞和中子星系統(tǒng)的活動和演化機制。

　　（3）通過對高流強河內(nèi)黑洞和中子星進行高統(tǒng)計量觀測，理解吸積黑洞和中子星系統(tǒng)的基本性質(zhì)。

　　（4）利用其擴展到200 keV-3 MeV能段的探測能力，獲得新的伽馬射線暴及其它爆發(fā)現(xiàn)象的能譜和時變觀測數(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程中黑洞的形成。

　　獨特之處：

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

　?。?）大面積、寬波段、高時間分辨率、高能量分辨率的定點觀測能力，可以高統(tǒng)計量地研究X射線雙星的多波段X射線快速光變以及在低能段的能譜快速變化，理解中子星強磁場和黑洞強引力場中的物質(zhì)動力學和高能輻射過程。

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

　　硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星科普知識

　　1、 為什么要到太空進行觀測？

　　地球大氣對X射線是不透明的，只有在太空進行觀測，才有可能探測到來自天體的X射線。

　　2、HXMT衛(wèi)星的科學意義是什么？

　　硬X射線調(diào)制望遠鏡（HXMT）衛(wèi)星是我國第一顆空間X射線天文衛(wèi)星，將實現(xiàn)1-250 keV能區(qū)的大天區(qū)巡天和定點觀測，同時監(jiān)測0.2-3 MeV的暴發(fā)現(xiàn)象。HXMT將會對銀河系進行高靈敏度、高頻次的寬波段X射線巡天，在國際上首次系統(tǒng)性地獲得銀河系內(nèi)高能天體活動的動態(tài)圖景，發(fā)現(xiàn)大量新的天體和天體活動新現(xiàn)象；HXMT具有獨特的研究X射線雙星多波段X射線快速光變的能力，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射線和軟伽瑪射線能段監(jiān)測伽瑪射線暴，其接收面積十倍于目前國際上最好的設(shè)備，從而大幅提高在該能區(qū)探測伽瑪射線暴、搜索引力波電磁對應(yīng)體的靈敏度。

　　雙星系統(tǒng)吸積過程示意圖

　　伽瑪射線暴噴流示意圖

　　3、HXMT衛(wèi)星的名稱由來？

　　HXMT衛(wèi)星叫“慧眼”。科學家團隊及衛(wèi)星工程研制團隊為衛(wèi)星醞釀了6個名字：鳳舞、天巡、星海、慧眼、仙女、天鏡。通過網(wǎng)上投票的方式，最后從排名靠前的3個名字中選擇了“慧眼”。命名原因如下：一是HXMT科學家團隊的心愿，用來紀念我國天體物理奠基人之一何澤慧院士，也希望這架空間望遠鏡能如她的眼睛一樣，尋找高能天體的美麗風景；二是祝愿HXMT慧眼如炬，能穿過星際物質(zhì)的遮擋發(fā)現(xiàn)黑洞，也表示它是科學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)期可能在三個方面取得比較重要的進展，一是對銀河系巡天的工作，預(yù)期會發(fā)現(xiàn)一批以黑洞和中子星為主的新的天體源，二是會對一批比較亮的中子星和黑洞做定點的觀測，有可能對于中子星和黑洞的性質(zhì)，如中子星的磁場、質(zhì)量，黑洞的質(zhì)量、自轉(zhuǎn)等，給出新的測量結(jié)果，了解他們?yōu)槭裁从懈鞣N各樣的活動性，三是預(yù)期每年大概會發(fā)現(xiàn)幾十個到上百個伽馬射線暴，如果其中的一些事例和引力波的事例存在聯(lián)系，那將是很重要的進展。不過這些都是預(yù)期的科學成果，但是從目前已有的空間天文望遠鏡或地面觀測站來看，他們?nèi)〉玫暮芏嘀匾茖W成果往往不是事先預(yù)期的，如哈勃望遠鏡十大重要的科學發(fā)現(xiàn)從來都沒有出現(xiàn)在預(yù)期結(jié)果清單中，因為宇宙比我們想象的更復(fù)雜更奇妙。

　　5、未來我國還有哪些天文衛(wèi)星？

　　現(xiàn)在立項的還有SVOM（Space Variable Objects Monitor，空間變源監(jiān)視器），是中法合作的伽馬射線暴專用衛(wèi)星，計劃2021-2022年升空。當然要是按我們的計劃可以更早，但法國每年的經(jīng)費很有限，甚至原本說要2023年才行，后來經(jīng)過艱苦的談判才談到2021-2022年。不過2021-2022年其實是個非常好的窗口，因為屆時地面引力波探測裝置將達到最佳靈敏度，是搜尋電磁對應(yīng)體的最佳時機。另外也能夠接替超期服役的Swift，更好地顯示出我們的獨創(chuàng)性和重要性。沒有立項但是現(xiàn)在還在努力的，包括觀測太陽的太陽極軌望遠鏡、先進天基太陽天文臺，尋找地外行星的系外類地行星探測計劃，觀測射電波段的空間毫米波VLBI陣列，以及針對軟X射線的廣角望遠鏡愛因斯坦探針，它們都是中國科學院空間科學先導(dǎo)專項中的背景型號，其中愛因斯坦探針和先進天基太陽天文臺這兩個小型空間天文衛(wèi)星極有可能在2021-2022年左右發(fā)射運行。