“慧眼”识天

“慧眼”是一颗硬X射线调制望远镜卫星，于2017年6月15日11时00分在我国酒泉卫星发射中心发射成功。

之所以叫这个名字，是寓意中国在太空“独具慧眼”，能穿过星际物质的遮挡“看清”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。

“慧眼”（HXMT）是我国首颗大型X射线空间天文卫星，设计寿命4年，外表呈立方体，总质量约为2 500kg，承载高能、中能、低能X射线望远镜和空间环境监测仪，通过巡天观测、定点观测和小天区扫描3种工作模式，能实现宽波段、高灵敏度、高分辨率的X射线空间观测。它被称为我国真正意义上第一个空间天文望远镜、第一个空间天文台。

目前约有7台能够开展X射线观测的空间设备在运行，包括美国航天局的核分光望远镜阵、欧洲空间局的XMM牛顿望远镜等。

“慧眼”此次去往太空的任务是对银道面进行巡天观测，发现新的高能变源和已知高能天体的新活动；通过观测和分析黑洞、中子星等高能天体的光变和能谱性质，加深对致密天体黑洞强引力场中动力学、高能辐射过程的认识；探索利用X射线脉冲星进行航天器自主导航的技术和原理并开展在轨实验等。

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并加以分析，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。

据科研人员介绍，之所以要将硬X射线望远镜卫星发射到几百万公里之外的轨道，是因为地基观测仍然存在很多不足，比如X射线穿越地球大气层时会严重衰减，导致地面观测的准确性、全面性大打折扣。

X射线波段范围是0.001纳米至10纳米，很多天体活动就是以发射X射线为表征，如果对它有足够的认识，人们将得以一窥黑洞等天体运动的面貌。

目前人类派出的先遣卫星只能看到波长在0.1纳米至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纳米至0.1纳米之间的X射线（被称为硬X射线）只能“望洋兴叹”。而“慧眼”的出现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。

中国第一次把天文望远镜搬上太空轨道，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。

科研人员给硬X射线调制望远镜卫星配备了一名专属的“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。

为确保太空信使忠诚记录、长时间连续工作，科研人员像保健医生一样，通过抗辐照加固等手段提高产品“器官”自身抵抗力及自愈能力，确保这些“器官”能抵御各种风险、正常开展工作。

太空中的强辐射会对卫星的敏感器件等产品的寿命造成影响，为让卫星服役到设计寿命，研制人员在卫星容易受辐射影响的部位加厚防辐射包裹。

比太空环境威胁更复杂的是单粒子翻转对卫星芯片等的影响。单粒子翻转是指宇宙中单个高能粒子射入半导体器件灵敏区，使器件逻辑状态翻转的现象。

卫星上的一台台设备就好比人体的一个个器官，太空辐射、粒子就像数不胜数的致病细菌，它们时刻企图侵蚀到“器官”内部，严重威胁着“器官”的健康。

对一般卫星而言，可将受到影响的卫星设备进行关机、重启来纠正错误，但对需要数传分系统4年不间断工作的硬X射線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。因此，设计师们利用三模冗余、定时刷新等方法增强了卫星数传分系统的抗单粒子翻转能力。（据华商网）endprint