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文 ｜ 《中國科學(xué)報(bào)》 記者 甘曉

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”。

“我們選擇了一條從來沒有走過的路，注定充滿艱辛和挑戰(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，他們是中國空間科學(xué)的未來！”今年五四青年節(jié)前夕，中國科學(xué)院國家天文臺(tái)（以下簡稱國家天文臺(tái)）研究員、EP衛(wèi)星首席科學(xué)家袁為民向《中國科學(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”，這個(gè)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)。

“支棱”在發(fā)射場(chǎng)

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)間和精力照顧他們?！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。

國家天文臺(tái)EP衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)隊(duì)部分成員在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心合影。國家天文臺(tái)供圖

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。”“這個(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)。

所幸，他們擔(dān)心的事沒有發(fā)生，精心呵護(hù)下的儀器最終成功在軌運(yùn)行。

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)小窗口才能取下來。

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。“這項(xiàng)工作的危險(xiǎn)極大，火箭已經(jīng)加注燃料，要盡快完成、盡快撤離。”袁為民也被年輕人們的勇氣和擔(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，國家天文臺(tái)成立了“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。

袁為民在EP衛(wèi)星發(fā)射前做“戰(zhàn)前動(dòng)員”。國家天文臺(tái)供圖

為核心載荷“填縫”

WXT是EP衛(wèi)星的核心載荷之一。國家天文臺(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“中國空間站X射線全天監(jiān)視器（XASM）”畫了一個(gè)草圖。

“太爛了！”如今他再看到這張草圖時(shí)說。

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、尺寸都幾乎翻倍。

中國科學(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)。“當(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)，各項(xiàng)指標(biāo)都遠(yuǎn)超預(yù)期?！彼貞洝?/p>

科研人員與FXT。國家天文臺(tái)供圖

經(jīng)過多輪攻關(guān)，完全國產(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，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)有一條很小的縫，需要用手工將特殊的封裝膠填上。

“那段時(shí)間他每天都趴在工位上默默‘填縫’?！眹姨煳呐_(tái)研究員、EP衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總師劉元回憶。

像海和浪花一朵

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)國際上多個(gè)望遠(yuǎn)鏡開展了后隨觀測(cè)。

國家天文臺(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，引發(fā)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)，美國是早晨6點(diǎn)，歐洲是中午，導(dǎo)致我們中國科學(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的標(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)性的科學(xué)項(xiàng)目?！眹姨煳呐_(tái)博士后、EP科學(xué)中心科學(xué)家劉禾陽深感榮幸。2020年，原本沒有打算到北京工作的劉禾陽接到導(dǎo)師袁為民的邀請(qǐng)電話后，毫不猶豫加入了團(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年由中國科學(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，“正如《我和我的祖國》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！”

來源：中國科學(xué)報(bào)

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