長江日報融媒體6月15日訊（記者高萌） “團隊所有努力，為的就是讓我們擁有自己的‘慧眼’，去活捉黑洞，去看那個潛伏在星空中極端熾熱的高能宇宙，看繁星不斷上演的生死故事，還有宇宙中稍縱即逝的驚鴻一瞬。”
今日11時00分，我國第一顆空間X射線天文衛星——硬X射線調製望遠鏡（英文縮寫“HXMT”）衛星成功在酒泉衛星發射中心發射。這枚歷經24年，自主研發的硬X射線調製望遠鏡，也是中國首枚太空望遠鏡。它有個美麗的名字叫“慧眼”。
發射現場
關於這顆衛星，大家有很多好奇。今日，長江日報記者採訪到HXMT首席科學家張雙南，為大家一一揭祕。
1、這顆衛星是做什麼的科學裝置？
張雙南介紹，它是我國首顆X射線天文衛星，由國家航天局和中國科學院共同資助。這顆HXMT衛星重約2.5噸，載荷重量981公斤，其上同時安裝了高、中、低能三組X射線望遠鏡，實際上是一座小型空間天文臺。它觀測的範圍是美麗的銀河系，研究的對象主要是黑洞、中子星和伽馬射線暴等緻密天體和爆發現象。
它主要科學目標有四個：
（1）通過對銀道面、銀心和核球的大天區掃描巡天和監測，發現新的高能變源和已知高能天體的新活動；
（2）通過對河內黑洞和中子星進行長期高頻次監測，理解黑洞和中子星系統的活動和演化機制；
（3）通過對高流強河內黑洞和中子星進行高統計量觀測，理解吸積黑洞和中子星系統的基本性質；
（4）獲得新的伽馬射線暴及其它爆發現象的能譜和時變觀測數據，理解高能劇烈爆發天體的基本屬性，研究宇宙深處大質量恆星的死亡以及中子星併合等過程中黑洞的形成。
2、HXMT有中英文名字，還有暱稱？
HXMT衛星有效載荷示意圖（劉紅薇提供）
張雙南向長江日報記者揭祕，為了解決硬X射線調製望遠鏡衛星讀起來繞口這一問題，HXMT科學家團隊煞費苦心，在面向社會徵名的情況下，他們最終為其醞釀了一個美麗的名字叫做“慧眼”，英文名字叫“Insight”。
他透露，科學家團隊及衛星工程研製團隊曾為衛星醞釀了6個名字：鳳舞、天巡、星海、慧眼、仙女、天鏡，從中選擇了“慧眼”。 它也飽含著團隊對未來的期望：藉助這隻“慧眼”，穿過星際迷塵的遮擋，探尋深藏在宇宙深處，“寂靜”黑暗裡的祕密。
“這個名字也是向高能物理領域傑出的女科學家，中國天體物理學奠基人之一，何澤慧先生致敬。”張雙南說，希望期冀HXMT衛星慧眼如炬，如她的眼睛一樣，尋找高能天體的美麗風景。
3、與同類天文衛星相比，“慧眼”有怎樣的獨特之處？
張雙南介紹，和國際上其他的X射線天文衛星相比，慧眼獨特之處表現在三方面：
（1）大天區、大有效面積的寬波段X射線掃描巡天觀測能力，可以更有效地發現處於爆發態的X射線暫現源，從而更深入地為X射線雙星的長週期演化和暴發機制。
（2）大面積、寬波段、高時間分辨率、高能量分辨率的定點觀測能力，可以高統計量地研究X射線雙星的多波段X射線快速光變以及在低能段的能譜快速變化，理解中子星強磁場和黑洞強引力場中的物質動力學和高能輻射過程。
（3）硬X射線/軟γ射線能段國際上最大面積的探測器，使HXMT成為這一能段天空中最靈敏的伽馬射線暴探測器和引力波電磁對應體監測器。
4、空間科學衛星和其他衛星的區別主要在哪裡？會有更高的風險嗎？
張雙南介紹，空間科學衛星和其他衛星的主要區別在於，每一次上天的儀器都要是全新的、以前沒有用過的，否則就沒有意義了。
“我們面臨的問題是既要追求科學上的先進性，又要在有限的時間、有限的經費以及有限的技術條件之下把衛星研製出來。”他說，航天部門要儘可能避免正式的衛星上有新的東西，而我們的衛星需要的正是全新的設備。因此，在製造過程中遇到了很多情況，中間也改過一些技術方案，個別的一些指標也有調整，每次調整之後都需要再次論證是不是還滿足科學需求。
“當然上天后個別儀器可能不工作，比如說我們18個高能探測器裡面，2個不工作怎麼辦？我們都有一些備份的方案”。
5、“慧眼”研製過程中，遇到的最大阻力與難題是什麼？
“以前中國沒有自己的太空望遠鏡，分析研究都得用國外的衛星數據。好的科學成果人家都做完了，我們只能在別人的歷史數據庫中發掘。”張雙南說，研究只能依靠別人的數據和儀器，讓每一位相關的中國天文學家都很難受。“用人家的二手數據，就像在撿漏”。
要想從中有發現，就要花費很多時間精力，尋找與別人不同的角度。張雙南介紹，這枚中國自主研發的衛星花了24年時間，HXMT衛星工程從立項到成功發射也經歷了六年零三個月時間。
其中遇到的主要困難包括以下這幾個方面：
（1）“慧眼”使用了很多新的探測技術，特別是微弱信號讀出和處理技術。這些技術在國內的基礎較差，更沒有空間飛行的經歷。我國在處理這些對工作環境、條件和靜電高度敏感的元器件和電路方面經驗不足，沒有安全的生產和操作平臺，同時這些技術所需要使用的器件和我國航天規範要求之間也存在不一致。這導致了部分設備研製過程中大量的反覆。
（2）少量關鍵元器件無國產化產品，其訂購和出現問題後的維修困難，比如訂購的意大利產高壓模塊出現焊點開裂的質量問題後，其維修就花費了近10個月的時間，對工程進度帶來了很大的延遲。
（3）沒有配套的地面標定裝置。為了得到關於天體性質的可靠觀測數據，望遠鏡上天之前必須要進行全面和詳細的標定，為此，在建造HXMT的同時，我們又投入大量精力建設了兩套大型的標定裝置，完成了所有探測器的標定工作。
6、“慧眼”如何進行觀測工作？
張雙南揭祕，“慧眼”需要通過科學目標來決定衛星的觀測模式和指向。“首先要面向科學界徵集一批觀測提案，科學家需要提出用這個望遠鏡做什麼科學研究，需要以什麼模式對什麼樣的天體進行觀測”。
他解釋，提案提交者需要進行必要的估算，包括：觀測時間估計工具，能譜分析工具、觀測數據誤差估算工具等。
收集到這些建議書之後會組織科學家對建議書進行評審，地面科學中心根據評審通過的觀測提案完成衛星觀測規劃；在特殊情況下，首席科學家也可以根據臨時發生的天文事件決定機遇觀測任務，地面科學完成衛星觀測規劃。根據觀測規劃把指令傳到望遠鏡上面去，望遠鏡會按照事先要求的模式在指定的時間對著某一個天體進行觀測。望遠鏡獲得的觀測數據通過數傳天線發送給地面接收站，最終傳輸到科學中心，數據經過科學中心的整理、變換、標定之後交給科學家，科學家分析這些數據就能得到科學成果。
為什麼有了天眼還要研製“慧眼”？聽首席科學家這麼說
“宇宙中幾乎每天都在發生著‘大事件’。然而，在望遠鏡出現之前，得到證實的超新星記錄，只有7次。“昨日，張雙南接受長江日報記者採訪時表示，望遠鏡的出現，讓人類的目力所及，從銀河系拓展到了更遠的其他星系。天文學家對望遠鏡的追求不斷進階，”更強、更大、更清晰，還要架進太空，繞開大氣層的阻礙“。因此，有了FAST，有了哈勃，還要有剛剛睜開的”慧眼“。
只有在太空進行觀測，才能探測來自天體的X射線
他解釋，地球大氣對X射線是不透明的，只有在太空進行觀測，才有可能探測到來自天體的X射線。”銀河系裡有許多中子星和黑洞。但它們有的被厚厚的塵埃所遮擋，有的根本就不會發出可見光，需要在X射線波段觀察才能發現“。
X射線波長極短，能量很高。當我們把一臺普通光學望遠鏡對準X射線天體時，X射線不會像可見光那樣在鏡面上發生反射或折射，而會像一粒粒”炮彈“直挺挺打進水塘裡一樣被吸收掉。能量越高，”炮彈“的速度就越快，X射線也就越”硬“。
”因此，普通的可見光望遠鏡根本看不到它們的影子，也就無法獲得天體的X射線圖像。“張雙南介紹，而”慧眼“具有獨特的研究X射線雙星多波段X射線快速光變的能力，它將會對銀河系進行高靈敏度、高頻次的寬波段X射線巡天。在國際上首次系統性地獲得銀河系內高能天體活動的動態圖景，進而發現大量新的天體和天體活動新現象。
“Ｘ射線無法穿透稠密的地球大氣，發射X射線天文衛星是觀測天體X射線輻射的主流手段。”張雙南說，中國是一個航天大國，但和發達國家相比，空間科學還很薄弱。由於在X射線天文方面的理論和實驗基礎相對較好，研製HXMT這樣一顆X射線天文衛星成為我們發展空間科學的突破口之一。
目前太空中運行著大約7臺能夠開展X射線觀測的設備
目前太空中運行著大約有7臺能夠開展X射線觀測的設備，包括美國航天局的能以較高精度對軟X射線波段進行觀測的錢德拉X射線天文臺、對硬X射線探測本領很強的核分光望遠鏡陣，以及歐洲空間局的專門對軟X射線進行觀測的XMM牛頓望遠鏡（XMM-Newton）等。
“這是歷史上最多的時候，競爭的確非常激烈。”張雙南說，在HXMT運行時，天上會有10臺左右設備瞄準高能能段。日本剛發射的“瞳”失敗了，但他們還有一臺設備在國際空間站。印度也有“天文”號衛星（Astrosat），聽說運行狀態還可以。我國在天宮二號有一個專門做伽馬射線暴的“天極”望遠鏡（POLAR），美國計劃2017年再發射中子星內部組成探測器（NICER）到國際空間站上去，德國和俄羅斯也要聯合發射X射線-伽馬射線譜天文衛星（SRG）。
“但這也是一件好事。”他表示，在這個領域，國際上還是一個學術團體，每年各個小組都會開會協調，籌劃一些聯合觀測。聯合觀測的主要目的是做儀器的交叉標定。比如，老一些的衛星性能都弄清楚了，然後和新上天的儀器同時做一個觀測，就能夠用老衛星的可靠數據來校準新設備。"所以確實有競爭，也有一些合作"。
【編輯：佔思柳】