中国製慧眼升空,牛顿X射线多镜望远镜

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【泰国世界日报系北京16日电】中国昨天上午在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭,成功发射硬X射线调製望远镜卫星「慧眼」。这颗被命名为「慧眼」的卫星,是中国首颗真正意义上的太空X射线望远镜和一个小型太空天文台,将对银河系高灵敏度、高频次的宽波段X射线进行巡天监测,预计将发现大量新的天体和天体活动新现象,并可在黑洞和中子星双星的研究中获得大面积新成果等。近来中国太空发展成绩亮眼,英媒对中国太空研究进度相当关注,称「慧眼」一旦入轨,将被用于观测黑洞等高能实体,「在中国发展可与美俄匹敌的太空计画的征程中,此举迈出了重要一步」。香港文汇报报导,国家国防科工局系统司副司长赵坚说,「慧眼」卫星于2011年立项,由国家航天局和中国科学院共同资助。卫星继承「资源二号」卫星平台技术状态,设计寿命4年,质量2496千克,轨道倾角为43度的圆轨道。「慧眼」本体呈立方体构型,由服务舱、载荷舱、太阳翼等构成,装载高能、中能、低能X射线望远镜和空间环境监测器等四个探测有效载荷,可观测1keV-250keV能量範围的X射线,工作模式包括巡天观测、定点观测和小天区扫描模式,实现宽波段、高灵敏度、高分辨率空间观测。可望发现新天体源作为一颗特点鲜明的太空科学卫星,「慧眼」填补了中国太空X射线天文卫星研製的空白,实现了中国天文观测由地面观测到天地联合观测的跨越。之所以选择X射线探测这一研製难度极高的领域,是因X射线探测对于理解黑洞、中子星等天体的性质和其中的物理过程具有重要意义。由于X射线无法穿透稠密的地球大气,发射X射线天文卫星是观测天体X射线辐射的主流手段。中科院高能所专家表示,中国在X射线天文方面的理论和实验基础相对较好,「慧眼」卫星将成为中国发展太空科学的突破口之一。新华社报导,未来中国在X射线空间观测方面具有国际先进的暗弱变源巡天能力、独特的多波段快速光观测能力等,推动中国高能天体物理研究进入世界先进行列。「慧眼」升空后,预期可能在三个方面取得较重要的进展。中科院高能所介绍,首先,是对银河系巡天的工作,预期会发现一批以黑洞和中子星为主的新的天体源;第二,是会对一批比较亮的中子星和黑洞作定点的观测,可能对中子星和黑洞的性质,给出新的测量结果;第三,是预期每年大概会发现几十个到上百个伽玛射线暴,如果其中的一些事例和引力波的事例存在联繫,那将是很重要的进展。不过,科学家们也表示,很多重要科学成果往往不是实现预期的,比如哈勃望远镜十大重要的科学发现从来都没有出现在预期结果清单中,「因为宇宙比我们想像的更複杂更奇妙」。11月进常规科学观测据介绍,「慧眼」卫星发射入轨之后的第5天将对其搭载的科学仪器加电,开始为期5天的整体功能测试,然后进行为期140天的仪器性能测试、在轨标定观测和试观测。按照计画,「慧眼」将在今年11月进入常规科学观测。中国15日在酒泉卫星发射中心採用长征四号乙运载火箭,成功发射首颗X射线空间天文卫星「慧眼」。上图为吊装卫星瞬间。(中新社)慧眼观天有妙法难点X射线波长极短能量很高,不像可见光般在镜面上发生反射或折射而聚焦成像。妙法利用「慧眼」非成像探测器获取的扫描数据,直接解调实现成像。难点X射线能量越低,光子数量越多,观测低能段X射线往往令探测器同一个像素点上光子过度集聚,致无法测清。妙法慧眼的準直型望远镜可把光子分散开,堆积率很低,看多亮的源都不会晃瞎眼。难点镜面望远镜视场很小,扫描一片天区需要花费很长时间,难以捕捉天空中毫无徵兆爆发之暂现源。妙法「慧眼」没有镜面具视场大的优势,约两天内可完成对「银道面」扫描。中国15日成功发射首颗X射线调製望远镜卫星「慧眼」(上图,新华社)。解构
慧眼
望远镜1、高能望远镜覆盖能区範围:20-250keV构成:18个直径为19厘米的主探测器单体总探测面积:>5000平方厘米2、中能望远镜覆盖能区範围是5-30keV构成:三组探测器机箱总探测面积:952平方厘米3、低能望远镜覆盖能区範围:1-15keV构成:三组探测器机箱总探测面积:384平方厘米4、粒子监测器资料来源:新华社慧眼与美、欧比较美国NuSTAR高能X射线天文望远镜发射日期:2012年6月13日覆盖能区範围:3-79keV总探测面积:9
keV-847平方厘米78
keV-60平方厘米欧空局「XMM-牛顿」X射线天文卫星发射日期:1999年12月10日覆盖能区範围:0.1-12keV总探测面积:1.5keV-4425平方厘米8keV-1740平方厘米资料来源:大公报

  • 名称:牛顿X射线多镜望远镜
  • 制造商:多尼尔卫星系统公司
  • 发射日期:1999年12月10日
  • 发射地点:法属圭亚那,库鲁
  • 轨道:7365公里×113774公里(4577英里×70698英里),倾角38.9°
  • 运载火箭:阿丽亚娜5号

有效载荷

  • 3台欧洲光子成像照相机(EPIC),两台反射光栅测光仪(RGS),光学监测仪(OM)

结构尺寸

  • 在轨,10.1米×16.2米(33英尺×53英尺)

  XMM是欧洲航天局的第二颗作为奠基石的任务。它的名字源于X射线多镜面设计和纪念牛顿先生。它是迄今为止最灵敏的X射线望远镜,使用了170多了薄片圆柱体镜面来收集和聚焦X射线。嵌套镜面的总面积超过120平方米(1290
平方英尺)。三个X射线望远镜舱中的两个装有反射式测光仪(RGS),可用于X射线能量最详细的分析。

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