“慧眼”卫星在轨运行5周年，慧眼产出一系列重大科学成果

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刘红薇

今年6月，卫星“慧眼”卫星迎来在轨运行5周年。轨运果按照设计，行周学成它的年产寿命只有4年，由于它的出系运行状态一切正常，各项性能依旧良好，列重所以科学家们召开卫星延寿会议，大科决定让它再干两年。慧眼目前，卫星卫星平台星载燃料可以满足多次轨道提升，轨运果预期卫星还可以稳定运行数年。行周学成

“慧眼”卫星全称是年产硬X射线调制望远镜卫星，是出系我国的第一颗X射线天文卫星。它运行在550公里的列重近地圆轨道上，主要用来观测研究黑洞、中子星、伽马射线暴等。它也是一架来之不易的太空望远镜，从1993年项目提出，到卫星项目立项，再到卫星发射升空，足足用了24年，凝聚了我国几代科学家的智慧和心血。

“慧眼”卫星主要通过观测宇宙中天体辐射的X射线来实现科学目标。X射线本质上和可见光一样都是电磁波，只不过X射线的波长更短，如果用一台普通的光学望远镜对准X射线天体源，根本无法获得X射线的图像。为了解决这一难题，科学家们想了很多解决办法，比如发明掠射式镜面，但其制作难度很大。

我国科学家在算法上另辟蹊径，提出了直接解调成像法。硬X射线调制望远镜就是随着这个方法的提出应运而生的。20世纪90年代初，中国科学院高能物理研究所的李惕碚院士和吴枚研究员在不断探索中找到了一种新的算法，即使无法实现聚焦，仍然可以有效地将解调之后的信号还原成图像，这种方法被称为直接解调技术，获得了令人满意的准确度。李惕碚院士结合扫描探测技术与这种图像处理技术，提出了硬X射线调制望远镜的概念，希望这种简单成熟的方法能弥补国内技术上的缺陷，对硬X射线源做成像观测，得到“天图”。

硬X射线调制望远镜只是沿用了最初的名字，其实早已不再局限于硬X射线这一能段，它包含高能X射线望远镜、中能X射线望远镜和低能X射线望远镜，首次实现了1—250千电子伏特的能区覆盖，有利于从不同能段来观测和研究X射线天体的辐射机制。卫星首席科学家张双南又创造性地添加了观测伽马射线暴的任务，使卫星的能量覆盖范围在原来的基础上又扩大了10倍，到3兆电子伏特。

“慧眼”卫星带着独特的优势上天在轨运行5年，积累了丰富的科学数据，也产出了一系列的重大科学成果。比如，“慧眼”卫星确认了快速射电暴起源于磁星爆发，破解了快速射电暴起源之谜，直接而且可靠地测量到了迄今宇宙最强磁场；“慧眼”卫星发现了距离黑洞最近的相对论喷流，发现了黑洞双星中逃离黑洞强引力场向外高速运动的等离子体流（简称冕），并首次在黑洞双星中观测到冕的速度演化。

“慧眼”卫星开展了X射线脉冲星导航实验，监测到了全球首个双中子星并合引力波事件，完整探测到了第二十四太阳活动周最大耀斑的高能辐射过程，首次清晰观测到了黑洞双星爆发过程的全景，它已经在引力波伽马射线暴、快速射电暴、黑洞和中子星等方向都作出了重要的贡献。