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中国用20年时间成功打造出望向黑洞的神秘眼睛

对于这三种模式,张双南老师举了一个很形象的例子,“就像有一个男生,在天安门广场发现有美女,他就很仔细地在茫茫人海当中想找到一个美女,找到之后,他会仔细地盯着这个美女去欣赏,这相当于我们的第二种模式,定向观测。然后还有可能某个地方出现了某个女神、某个电影明星,她引起了轰动,他立刻转过去盯着这个女神看,所以这样有一点像这三种过程,扫描以及定向和监测的过程。”

获取一手数据 未来有望取得的进展

观测后,HXMT卫星主要在四个方面有可能取得比较大的进展:

第一,预计会发现一批新的天体源,主要是中子星和黑洞为主的新的高能天体;

第二,对一批比较亮的中子星和黑洞进行定点观测;

第三,我们有可能会对中子星和黑洞的基本的性质,比如中子星的磁场和中子星的质量、黑洞的质量和黑洞的自转等做出新的测量,也可以了解它们为什么会有各种各样的活动性;

第四,对宇宙进行“监视”,我们预期每年能发现几十个到几百个伽马射线暴,当然如果有些伽马射线暴将来能和引力波事件建立关系,将会成为比较重要的进展。

同时,必须指出,科学研究中不乏意外的收获,我们也十分期待HXMT能带给我们意外的惊喜。

工欲善其事,必先利其器。自东方红卫星发射以来,中国航天技术已经有了长足进步。但空间科学领域,由于缺乏自主的科学卫星,长期使用国外数据,科学家们的研究受到很大限制。空间科学战略性先导专项正在打破这一僵局。

HXMT卫星的成功发射,和暗物质卫星、实践十号卫星、量子通信卫星一起,为空间战略先导专项十二五期间的任务画上了完美句号。

硬X射线调制望远镜卫星(Hard X-ray Mulation Telescope,简称HXMT)于6月12日进行发射,它是我国第一颗空间X射线天文卫星,同时也是中国科学院空间科学战略性先导专项中,十二五期间最后一颗发射的卫星。

战略性先导专项,顾名思义要优先发展,要倾斜资源,从而形成重大创新突破和集群优势。那么,为什么要给空间科学设先导专项呢?

空间科学对国家发展具有重要战略作用

空间科学有多重要?可以参考苏联解体前,美苏进行的疯狂太空竞赛。

它是促进航天技术创新、拓展空间应用、服务国家经济社会发展,实现和平利用空间、提升大国地位的不可或缺的重要战略领域。

自我国发射第一颗人造卫星以来,我国的航天技术已有了很大的发展,加速发展空间科学的基本技术条件已经具备。我国的空间科学家由于长期使用国外科学卫星探测数据,也已经建立了初步的研究队伍和力量。但是由于缺少自主的科学卫星计划和第一手的探测数据,科学家原创性的科学发现还比较少,原创性的科学思想也不能快速、直接得到验证。空间科学卫星计划对空间技术发展的独特的牵动和引领作用也没有充分发挥出来。

因此,通过实施空间科学战略性先导科技专项,可以尽快弥补我国与国外的差距,特别是在前沿基础科学发现和具有潜在应用意义的空间知识创新方面,同时也将为我国航天技术的发展注入新的活力。

在十二五期间,空间科学先导专项主要包括四颗科学卫星工程:暗物质粒子探测卫星、实践十号返回式科学实验卫星、量子科学实验卫星、硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星以及配套设施建设。

随着HXMT卫星的顺利升空,空间科学先导专项十二五期间的任务顺利收官。让我们一起看一下天空中的这四颗“中国星”。

“悟空”号:暗物质粒子探测卫星

作为空间科学先导专项首发卫星,暗物质粒子探测卫星“悟空”(DAMPE)于2015年12月17日在酒泉发射,是我国第一颗空间高能粒子探测器,是目前世界上迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星。

它的科学目标主要有三个:一是暗物质间接探测;二是寻找宇宙射线的起源;三是伽马射线天体物理。

这颗卫星主要的科学仪器无论在重量、功耗还是电子学线路的复杂度、工程实现难度方面都超出了以往。探测器最核心的组成部分——BGO量能器技术只有中国可以做到。

现在,“悟空”已经传回了一批批科学数据,并交由科研团队处理。

暗物质卫星运行示意图

“实践十号”:我国首颗微重力科学实验卫星

实践十号卫星是中科院空间科学先导系列中第二颗科学实验卫星,2016年4月6日1时38分,我国首颗微重力科学实验卫星实践十号发射升空。

实践十号卫星运行示意图

它充分利用了太空中长时间的微重力环境和复杂的辐射环境,开展微重力科学和空间生命科学领域的科学研究。实践十号共承载了19项科学任务,其中微重力科学实验项目有10项,还有9项为空间生命科学实验项目。全部科学项目为微重力科学和空间生命科学的前沿研究项目,全部实验均在国际上首次开展。