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军事:解读中国硬X射线调制望远镜卫星称观测能力有多强?

2017-06-24 12:58 来源:中国新闻网

黑洞,X射线,望远镜

  茫茫天宇间,在轨运行的航天器“中国方阵”中,除了天舟一号货运飞船、天宫二号空间实验室等之外,还有一颗近日发射升空的新卫星——硬X射线调制望远镜卫星(HXMT)。与其他航天器相比,这颗重约2.5吨,在距地面550公里的轨道上运行的卫星看起来其貌不扬,却引起了国际媒体的高度关注。英国《金融时报》称,这颗卫星的发射是中国在发展可与美俄匹敌的太空计划的征程中迈出的重要一步。

 

 

  硬X射线调制望远镜卫星结构示意图

  硬X射线调制望远镜卫星的使命是什么?它装备了哪些高精尖的科学载荷?与同类卫星相比它有哪些突出的特点?它将为人类认识太空作出怎样的贡献?人们亟待了解这些问题的答案。

  绘高精度硬X射线天图

  硬X射线调制望远镜卫星虽然被冠以中国“慧眼”的雅称,但是对很多人来说,它似乎不怎么接地气,让人们在感到“高大上”的同时,也有几分拒人千里之外的“冰冷感”。这也难怪,现代天文学科技本身就距离人们的生活颇为遥远,再加上该词又是由英语直译而来,想让人亲近真的不容易。而要去除“冰冷感”,就要先熟悉两个概念:“硬X射线”和“调制”。

  “硬X射线”是X射线的一种。对X射线,我们是熟悉的,在医院拍摄透视片,在各类安检中,都接触过它。根据波长,它被分为两类:波长较短(能量较高)的称为硬X射线,波长较长的称为软X射线。可见,这里的“软”“硬”仅是用于分类表述而已。一些天体或天体现象如脉冲星、伽马射线暴、超新星遗迹、黑洞等都会射出X射线,其中主要是硬X射线,而这类射线与软X射线相比,能穿越宇宙尘埃等,不被遮挡。另一方面,X射线穿越地球大气层时会严重衰减。所以,发射望远镜卫星在空间轨道捕捉X射线,特别是硬X射线,就成为各国科学家竞相追逐的目标。

  “调制”是指中国科学家创新的把“调制后的信号还原成图像”的技术。望远镜在太空通过硬X射线进行天体观测,必须完成“成像”,而这是核心技术难点。上世纪90年代初,中科院高能物理研究所李惕碚院士和他的同事吴枚研究员经过艰苦努力,探索出“直接解调”方法,实现高灵敏度和高分辨率的成像,比国际上采用的编码孔径成像技术更成熟、更便宜。之后,李惕碚院士把成像技术与扫描探测技术结合在一起,很快便提出了硬X射线调制望远镜的概念——通过对硬X射线源的成像观测,绘制高精度的硬X射线天图。

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