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发布日期：2024-07-14 作者：开博
由中国科学院牵头实行的爱因斯坦探针（EP）卫星使命发布了第一批在轨探测图象。EP卫星是中国科学院空间科学二期先导专项立项并实行的空间科学卫星系列使命之一，由中方主导，欧洲航天局(ESA)、德国马普地外物理研究所(MPE)和法国航天局(CNES)以国际合作情势介入卫星研制。
爱因斯坦探针卫星示意图 EP卫星自2024年卫星1月9日发射以来，在轨已109天，星上搭载了国际首台宽视场X射线千里镜（WXT）和1台后随X射线千里镜（FXT）。 此中，WXT是今朝国际上探测活络度和空间分辩率最高的年夜视场X射线千里镜，对发现宇宙中的新天体、新现象和新纪律具有里程碑式的意义。WXT由中国科学院上海手艺物理研究所与中国科学院国度天文台结合研制，其微孔光学（MPO）要害元件由北方夜视供给。 
宽视场X射线千里镜（WXT）指向银河系中间的不雅测图象（X射线数据版权EP科学中间 图） WXT载荷负责人、中国科学院院士、中国科学院上海手艺物理研究所研究员孙成功暗示， 仅载荷研制工程阶段，就用时7年，团队从概念验证最先，将一个个假想慢慢变成实际，将不成能变成可能，此刻这台千里镜终究 张开了眼睛 ，全部进程让人很是冲动和振奋。 宽视场X射线千里镜是时域天文学界 团宠 在黑洞潮汐崩溃、恒星爆炸、伽玛暴等一系列天文事务中，海量的能量刹时释放，发生了年夜量X射线光子横扫宇宙，这使得X射线成为不雅测这些天文事务最好的窗口。 EP卫星首席科学家助理、国度天文台张臣研究员介绍到， 因为地球年夜气对X射线的接收，直到很多X射线天文卫星被发射进入太空，天文学家才获得主要的不雅测功效。 既然太空中已有为数很多的X射线千里镜，为何还需要研制WXT？它又有甚么不同凡响呢？ 孙成功拿显微镜成像进行了类比， 一般的电子显微镜可以或许看到份子的布局，但它看不清份子的布局是若何转变的。以往的空间千里镜，开博体育可以研究天体的状况，却一样没法看清其动态进程。要领会宇宙的演变进程，就需要更深切的不雅测能力、更广的不雅测规模，这恰是高能时域天文学存眷的首要内容。 天文不雅测中，全天球约为40000平方度，在如斯庞大的视场下，想要捕获并不雅察随机呈现、转眼即逝的 暂现源 ，难度可见一斑。是以，只有设计出针对随机性事务不雅察的装备，才有可能年夜范围发现和研究这些突发的天文事务。 
宽视场X射线千里镜（WXT）初次陈述的暂现源（X射线数据版权EP科学中间 图） EP卫星WXT初次年夜范围采取微孔龙虾眼X射线成像手艺，由12个宽视场X射线光学镜头模块组成，视场约3850平方度，相当在1/11个天区，弥补了国际上在软X射线波段年夜视场全天监测装备的空白。 2010年，国度天文台最先摸索微孔龙虾眼X射线成像手艺研究，最初筹算采办国外的近似装备，但价钱极为昂贵，且对我国存在手艺和经济方面的封闭，寸步难行。 十年磨一剑打造国际首台高精度X射线 广角摄像机 自立研制 龙虾眼 相机事实难在哪儿？WXT 载荷主任设计师、上海技物所副研究员孙小进介绍， 典型的一片龙虾眼型微孔光学元件（MPO）是由玻璃材质建造而成的球面薄片，上面整洁摆列着100多万个比头发丝还细的正方形通道，边长约40微米，壁厚只有8 微米，内壁光洁度要到达1纳米以下。除要害元部件的挑战，没有X射线光学系统装调测试平台是个让人 头疼 的问题。 凡是光学系统在集成进程中，需要摹拟载荷的现实工作状况，边装配边调试以包管每一个光学部件到达抱负精度，才能实现最好的成像结果。 但因为X射线 看不见，摸不着 ，且难以进行折射与反射，科研人员在进行WXT集成装调的进程中，没法利用真实的X射线平行光进行调试，这就比如被 蒙上了双眼 。 如许刻薄的前提下，好比要实现48个探测器组件（4个一组）在空间三维标准上到达0.05毫米的拼接精度，几近是不成能完成的使命。 颠末多年手艺攻关，WXT研制团队终究实现了 从无到有，从掉队到赶超 ：成功研制出了MPO龙虾眼X射线光学组件；国际上年夜范围初次采取年夜面阵硅基CMOS探测器用在X射线天文探测；立异性地采取千里镜热量收受接管治理手艺和在轨触发式处置手艺；自立摸索出基在可见光的 离线装调 手艺，切确反表演载荷在轨机能；EP探路者实验模块（LEIA）在轨成功获得国际上首幅宇宙年夜视场X射线聚焦成像天图 终究，团队成功研制出了完全的WXT，该装备所有要害器件均为我国自立研发。 同步实现高机能、低资本、低功耗 如许一个超高精度的 广角相机 ，数据量惊人。若何在有限的处置芯片资本和低功耗情况下，实现千里镜对速度和机能的要求？WXT的峰值数据率为25.3 G，相当在每秒生成25部1 G的片子。因为原始数据量过年夜，没法经由过程星地之间的链路进行传输，是以，必需先在卫星长进行在轨数据处置，再将有用的信息下传到地面科学运行中间。 WXT载荷软件主管设计师、上海技物所高级工程师薛玉龙介绍， EP卫星是在茫茫宇宙中寻觅天文事务，在海量的数据中找到最有用的信息是要害 。 
电子学设计师程志玮、颜爱良、薛玉龙，在单电机测现场对软件和测试成果进行阐发会商。中国科学院上海手艺物理研究所 供图 团队持续三个月，天天工作到清晨三点，终究将处置后的速度终究下降为5.127 Mb，在轨每秒可在150亿个像素中提取约1000个有用像素信息。 另外，为了更好实现高机能、低资本和低功耗之间的均衡，团队还立异性的采取了千里镜热量收受接管治理手艺以下降能耗。 WXT载荷热控主管设计师、上海技物所工程师李军飞介绍， 载荷电子学部件工作时会发生热量，我们收受接管并操纵这部门热量为光学系统供给保温，以避免MPO镜片产生热变形。最初整星需要为WXT供给270W的热控功耗，而且需要1.8平米的辐射板供给电子学散热，经由过程热量收受接管设计，WXT控温功耗降为115W，并削减了散热板面积，为整星减轻了重量并保障了年夜视场不雅测需求。同时，在轨烘烤阶段，WXT采取分组烘烤和错峰办法，将烘烤阶段峰值功耗由984W减小到424W以下。 跟着EP卫星首批在轨不雅测图象发布,时域天文学将迎来逾越式新成长。下一阶段，EP将继续依照既定打算展开并完成在轨测试，增强国表里合作和数据开放同享工作，探测宇宙中转眼即逝的 焰火 ，为高能时域天文不雅测和研究做出有显示度的进献。特殊声明：本文转载仅仅是出在传布信息的需要，其实不意味着代表本网站不雅点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或小我从本网站转载利用，须保存本网站注明的“来历”，并自大版权等法令责任；作者假如不但愿被转载或联系转载稿费等事宜，请与我们联系。