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中国计量院为我国首颗X射线天文卫星擦亮“慧眼”

发布时间:2017-07-14来源:阅读:

6月15日,我国首颗硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”成功搭载长征四号乙火箭发射升空。这是我国第一个位于大气层以外、真正意义上的“空间天文台”,也是世界上灵敏度、分辨率最高的一颗硬X射线望远镜卫星。该卫星能够在极端物理环境中精确探测天体辐射,有望发现宇宙中大量被尘埃遮挡、不为人知的超大黑洞等特殊天体。

“慧眼”的主要载荷为18个高能X射线探测器,这些探测器也正是“慧眼”的眼睛——它们的能量分辨率、探测效率、均匀性等关键参数必须经由地面标定来给出,否则无法实现由观测数据到真实天文对象的反演——即使名为“慧眼”,也无法识别宇宙的“真实”。为“慧眼”擦亮眼睛——即为这些关键参数进行标定的,是中国计量科学研究院(以下简称“中国计量院”)电离所和中科院高能所的一群科研人员。

2011年,承担该卫星有效载荷研制工作的中科院高能所找到了中国计量院,希望通过开展硬X射线望远镜地面标定合作研究,解决卫星探测器标定等技术难题。作为我国电离辐射量值溯源源头和国家级法定计量技术机构,中国计量院接受了这项任务。

经过近3年的努力,中国计量院和中科院高能所从无到有,联合建立了国内首套硬X射线探测器地面标定装置。该装置提供的单能X射线能量范围达(15-180)keV,上限180keV为国际同类装置的最高水平,并首次解决了X射线注量绝对测量的难题。2015年,双方在该装置基础上,合作完成了对“硬X射线调制望远镜”卫星18个主探测器和6个备用探测器能量线性、能量分辨率、探测效率和均匀性等关键参数共计1200机时的地面标定。

为了检测“慧眼”长期在轨运行状态,中国计量院多次改进制备工艺,通过放射源高精度活度校准,为“慧眼”配备了18枚在轨监督源,保障了卫星在轨运行期间地面标定结果的有效可靠。

据该标定装置项目负责人、中国计量院电离所吴金杰研究员介绍,未来中国计量院还将以此为起点,继续拓展单能X射线量子计量研究方向,不断扩展单能X射线能量范围、研制X射线量子探测器,以支撑我国X射线天文学、暗物质寻找等基础前沿研究工作快速发展。