慧眼|“慧眼”卫星带来的意外与惊喜( 二 )


研制之路 , 艰难得出人意料
“慧眼”不仅是我国第一颗X射线天文卫星 , 也是高能所粒子天体物理中心研究人员研制的第一颗星 。从立项的那一刻起 , 技术挑战才真正开始 。
卫星立项之际 , 年仅30岁的刘聪展服从导师李惕碚的安排 , 从清华大学调入高能所 , 成为“慧眼”高能X射线望远镜的主任设计师 。他遇到的第一个难题 , 来自望远镜最核心的部件——闪烁晶体探测器 。这个探测器需要使用一种国际上早已实现商业化的复合晶体 , 可是当刘聪展与国外厂商谈“进口”事宜时 , 他得到的答复却是:“你们的应用里有‘space’(空间) , 这是一个敏感词 , 我们不能出口给你 , 即便是做科学研究也不行 。”
【慧眼|“慧眼”卫星带来的意外与惊喜】进口不行就自己干 , 接下来的小半年里 , 刘聪展走访了很多国内相关行业厂商 , 决定走国产化道路 。可是 , 国产化的艰难程度又一次超出了刘聪展的预期 , 晶体的能量分辨率一直达不到“慧眼”的设计要求 。“当时企业做的产品都是民用 , 对品质的要求没有那么苛刻 , 厂家之前从来都不用考虑的很多环境条件 , 但在我们这里 , 每个小问题带来的后果都是致命的 。”刘聪展说 。
一次次的波折 , 让刘聪展一度变得敏感、彷徨、不自信 , “感觉已经黔驴技穷了 。”刘聪展说 。经过两年半的挣扎、29个轮次的试制 , 刘聪展和厂家才最终将国产化的路走通 。
类似的困境 , “慧眼”团队遇到过很多 。凭借闯关精神 , 他们攻破了一个个难题 。卫星有效载荷总设计师卢方军曾用两个字来形容“慧眼”的研制过程——艰难 。“但是我们坚持认为 , 第一颗卫星一定要自己做 , 要通过这颗星发展自己的技术 , 培养自己的人才 。”卢方军说 。
最终 , “慧眼”的高能X射线望远镜拥有国际最大有效面积的闪烁晶体探测器阵列;中能X射线望远镜使用的硅阵列探测器 , 实现国产半导体X射线探测器首次且大规模的空间使用;低能X射线望远镜自主研制出百纳米厚度的透软X射线遮光膜 。
2017年4月 , “慧眼”卫星起运发射场 , 6月15日11时00分 , 它从酒泉卫星发射中心苍茫的戈壁滩上起飞 , 奔向更加苍茫的宇宙 。
为了纪念何泽慧先生以及她为中国高能天体物理发展做出的贡献 , 卫星入轨后被命名为“慧眼” 。
运行之路 , 幸运得出人意料
运行期间 , “慧眼”实现了原定的科学目标 , 产出了很多重要研究成果 。2019年8月“慧眼”发表了X射线脉冲星导航的高精度实验成果 。2020年8月“慧眼”首次直接测量到迄今为止宇宙中的最强磁场等 。
但“慧眼”超出预期的“意外之喜”似乎更令科学家们兴奋 。
“慧眼”地面应用系统科学运行中心负责人贾淑梅记得 , 第一次“意外之喜”发生在“慧眼”在轨测试期间 。2017年8月17日晚上9点多 , 贾淑梅等人接到了来自张双南的通知 , 启动机遇观测 , 将“慧眼”瞄准距离地球13亿光年之外的NGC 4993星系 , 那里 , 有两颗中子星发生并合 , 由此产生的引力波刚刚到达了地球 , 这是人类首次直接探测到的中子星并合引力波事件 。

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