2024-11-24
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近日,愛因斯坦探針(EP)衛(wèi)星任務(wù)發(fā)布了首批在軌科學(xué)探測(cè)圖像。包括銀河系中心的觀測(cè)圖像、暫現(xiàn)源圖像、蟹狀星云觀測(cè)圖像、梅西耶87(M87)橢圓星系觀測(cè)圖像等在內(nèi)的11幅科學(xué)圖像展示了宇宙“焰火”。
“我們選擇一條從來沒有走過的路,注定充滿了艱辛和挑戰(zhàn)。所幸的是,我們有一批充滿理想的年輕人,我非常榮幸能夠跟他們一起共勉,他們是中國(guó)空間科學(xué)的未來!”今年“五四”青年節(jié)前夕,中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱國(guó)家天文臺(tái))研究員、EP衛(wèi)星首席科學(xué)家袁為民向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》回首與EP衛(wèi)星一路走來的歷程。
從2011年由袁為民帶領(lǐng)的EP衛(wèi)星草創(chuàng)團(tuán)隊(duì)開始的“三劍客”到2024年衛(wèi)星發(fā)射時(shí)70多人的“大家庭”,這支以“80后”“90后”為主的科研團(tuán)隊(duì)從原創(chuàng)概念起步,成功突破一系列關(guān)鍵探測(cè)技術(shù),終將夢(mèng)想化為現(xiàn)實(shí)。
2024年1月9日,EP衛(wèi)星成功發(fā)射。發(fā)射前夕,袁為民的家人也到場(chǎng)助威,可他并沒有時(shí)間和精力照顧家人?!霸蠋熣秊樗摹|女’操心呢!”團(tuán)隊(duì)里的年輕人開玩笑說。玩笑歸玩笑,有了榜樣的力量,科研團(tuán)隊(duì)整個(gè)都“支棱”了起來。
當(dāng)時(shí),衛(wèi)星裝上火箭運(yùn)到塔架上后就開始下雨。大家的心一下就提了起來。他們擔(dān)心的是,一旦漏雨,通過充氮?dú)鈦肀Wo(hù)儀器潔凈度的措施將受影響。
為此,團(tuán)隊(duì)立刻形成檢查制度,每2個(gè)小時(shí)、24小時(shí)不間斷地派人到塔架上檢查漏雨。
“目前下著小雨,線纜窗口完好無漏雨,溫度19.94攝氏度,濕度39.52%,滿足要求?!薄斑@個(gè)時(shí)間雨停了,線纜窗口完好無漏雨,溫度19.69攝氏度,濕度40.56%,滿足要求?!彼麄?cè)诠ぷ魑⑿湃豪镆挂岳^日、廢寢忘食地重復(fù)報(bào)告著這些細(xì)節(jié)。
發(fā)射前半小時(shí),一個(gè)看似事小、但足以決定成敗的動(dòng)作必須完成,即取下寬視場(chǎng)X射線望遠(yuǎn)鏡(WXT)的保護(hù)蓋。同樣出于保護(hù)的目的,望遠(yuǎn)鏡是連同保護(hù)蓋一起放進(jìn)衛(wèi)星整流罩中,只有通過整流罩的一個(gè)小窗口去取下來。
馬嘯浩和陳異凡兩位膽大心細(xì)的年輕人,用類似“釣魚”的方式,把保護(hù)蓋取了下來?!斑@項(xiàng)工作冒著極大危險(xiǎn),火箭已經(jīng)加入燃料,要盡快完成、盡快撤離?!痹瑸槊褚脖荒贻p人們的勇氣和擔(dān)當(dāng)打動(dòng)。
袁為民在“戰(zhàn)前動(dòng)員”中再次介紹了團(tuán)隊(duì)都很熟悉的EP衛(wèi)星標(biāo)識(shí)(logo)。早在2023年7月,國(guó)家天文臺(tái)成立“EP星海先鋒科技攻關(guān)突擊隊(duì)”,紅色隊(duì)旗上深藍(lán)色的Logo格外顯眼。在西昌衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng),這面隊(duì)旗陪伴他們戰(zhàn)斗。
標(biāo)識(shí)上的諸多中國(guó)元素深深激勵(lì)著團(tuán)隊(duì)成員?!爸戮粗腥A文明對(duì)世界天文學(xué)的重要貢獻(xiàn),也把搶占科技制高點(diǎn)的使命牢記在心!”袁為民說。
WXT是EP衛(wèi)星的核心載荷之一。國(guó)家天文臺(tái)研究員、EP衛(wèi)星載荷WXT負(fù)責(zé)人張臣介紹,這一載荷源于13年前的一個(gè)初步設(shè)想。2011年,他基于“龍蝦眼”仿生微孔陣列X射線聚焦成像原理,為“中國(guó)空間站X射線全天監(jiān)視器(XASM)”畫了一個(gè)草圖。
不過,EP衛(wèi)星之夢(mèng)正是始于這張圖。2012年,EP衛(wèi)星項(xiàng)目提出;2015年通過遴選成為中國(guó)科學(xué)院先導(dǎo)重點(diǎn)支持項(xiàng)目之一;2017年工程立項(xiàng);2023年衛(wèi)星出廠,重量、尺寸都幾乎翻了倍。
中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所研究員、EP衛(wèi)星載荷后隨X射線望遠(yuǎn)鏡(FXT)負(fù)責(zé)人陳勇親歷了FXT的超額“大改造”。2016年底,他第一次參加EP衛(wèi)星任務(wù)需求分析會(huì)?!爱?dāng)時(shí)的設(shè)想是只有一個(gè)FXT,做出來之后變成了兩個(gè),各種指標(biāo)都遠(yuǎn)超預(yù)期?!彼貞?。
經(jīng)過多輪攻關(guān),完全國(guó)產(chǎn)化的“龍蝦眼”望遠(yuǎn)鏡研制成功,觀測(cè)靈敏度和空間分辨率相比同類型設(shè)備提升10倍以上。今年2月3日,“龍蝦眼”成功開機(jī),首次實(shí)現(xiàn)在空間項(xiàng)目中大規(guī)模應(yīng)用龍蝦眼光學(xué)技術(shù);2月19日,首次在天文學(xué)家電報(bào)上對(duì)全球發(fā)布警報(bào)“暫現(xiàn)源”。
被稱為“風(fēng)行天”的FXT像風(fēng)一樣在天上來去迅捷。今年2月28日,F(xiàn)XT觀測(cè)到蟹狀星云,致敬中國(guó)宋代天文學(xué)家于1054年觀測(cè)“天關(guān)客星”。
實(shí)際上,團(tuán)隊(duì)能夠取得這些成績(jī),離不開那些“接地氣”的點(diǎn)滴努力。張臣負(fù)責(zé)裝配“龍蝦眼”時(shí),鏡片和架子之間會(huì)有一個(gè)很小的縫,需要手工用特殊的封裝膠填上。
“那段時(shí)間他每天都趴在工位上默默‘填縫’?!眹?guó)家天文臺(tái)研究員、EP衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總師劉元回憶。
自今年2月下旬載荷完全開機(jī)以來,EP衛(wèi)星已探測(cè)到新的暫現(xiàn)源17例、恒星耀發(fā)168例,引導(dǎo)國(guó)際上多個(gè)望遠(yuǎn)鏡開展了后隨觀測(cè)。
國(guó)家天文臺(tái)助理研究員、EP衛(wèi)星科學(xué)中心科學(xué)家孫惠告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》,3月15日,EP衛(wèi)星探測(cè)到一個(gè)X射線源后,引起全球天文學(xué)家關(guān)注,他們用最快的速度組織了6場(chǎng)全球討論會(huì)。
“時(shí)間窗口太難約了!最后我們不得不約在北京時(shí)間晚上9點(diǎn)開會(huì),美國(guó)是在早晨6點(diǎn),歐洲是中午,導(dǎo)致我們中國(guó)科學(xué)家經(jīng)常討論到半夜?!睂O惠表示。
劉元介紹,今年4月到6月,科研團(tuán)隊(duì)將完成所有WXT和FXT標(biāo)定觀測(cè)。后續(xù),6月到12月期間繼續(xù)在軌測(cè)試,之后再轉(zhuǎn)入在軌科學(xué)運(yùn)行階段。
“人生難得能有機(jī)會(huì),去做這樣極具挑戰(zhàn)的科學(xué)項(xiàng)目?!眹?guó)家天文臺(tái)博士后、EP科學(xué)中心科學(xué)家劉禾陽(yáng)深感榮幸。2020年,原本沒有打算到北京工作的劉禾陽(yáng)接到導(dǎo)師袁為民的邀請(qǐng)電話后,毫不猶豫加入團(tuán)隊(duì)。
袁為民安排他擔(dān)任“項(xiàng)目經(jīng)理”,任務(wù)是完成2022年由國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所抓總研制的“力箭一號(hào)”火箭發(fā)射的“龍蝦眼X射線成像儀”(LEIA)試驗(yàn)。
“我以前是做理論的,做工程也沒有太多經(jīng)驗(yàn)?!彼贿厡W(xué)習(xí)、一邊克服“社恐”,最終實(shí)現(xiàn)了與EP衛(wèi)星一起成長(zhǎng),“正如《我和我的祖國(guó)》這首歌里唱的那樣,我和我們的EP衛(wèi)星就像海和浪花,既分擔(dān)它給我們的憂愁,也分享它帶來的快樂!”