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本文原题目：今朝梦圆！中国首台硬X射线太空望远镜升空！
根据新华社消息，北京时间2017年6月15日11时00分，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭，成功发射世界第一颗硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”。这次发射还搭载了国内外3颗小卫星。同时要指出的是，这是中国长征系列火箭的第248次发射。
伴随着这颗太空望远镜的升空，我国十二五期间的空间战略先导专项画上了完满的句号，可谓是今朝梦圆。（十二五期间的空间战略先导专项首批计划包括4颗星：量子通信卫星、暗物质卫星、实践十号卫星、硬X射线太空望远镜。）
小火箭在本文于大家共同探讨以下3个问题：
1。 什么是硬X射线
2。 X射线与黑洞
3。 中国的硬X射线望远镜有多厉害
硬X射线
硬X射线在这里并不是指触感坚实或者口感酥脆的X射线，而是波长比较短（也就是能量比较高）的X射线。这就像我们说的吃几个“硬菜”，这个硬并不是指菜不好咬，而是指食材和口味更能够满足吃货的信仰。
具体来说，X射线是一种波长在0.01纳米到10纳米之间的电磁波。波长小于0.1纳米的X射线被认定为硬X射线。说起来，细心的你或许已经发现，硬X射线的波长范围（0.01纳米到0.1纳米）已经和一部分伽马射线重叠了。嗯，在细节上只好用射线的辐射来源来区分了：硬X射线来源于高能电子的加速，而伽马射线来自于原子核的衰变。
X射线天文学
X射线天文望远镜为人类观测宇宙开拓了新的视野。以X射线观察宇宙，人类发现宇宙不再像肉眼所见的那样祥和与寂静。（上图红色部分为银河系红外图像，蓝色部分为银河系中心的X射线成像特写。）
黑洞的巨大引力撕碎了临近的恒星，在那惊天动地的过程中，恒星与黑洞爆发了响彻霄汉的嘶吼，穿越数亿光年的距离来到地球附近。不过这个过程非肉眼凡胎可见，目前只能以X射线的形式被相应的探测器感知到。
而星系的碰撞与交融、超新星的爆炸与中子星的诞生，这些宇宙中荡气回肠、波澜壮阔的场景，都仰赖X射线天文望远镜来观测。
硬X射线比X射线的能量更高，这是研究黑洞乃至宇宙形成的早期阶段的样貌非常关键的波段。早在上世纪90年代初，美国国家科学研究委员会就把硬X射线成像列为90年代空间高能项目的最高优先级了。
然而，20多年过去了，能够实现硬X射线巡天的太空望远镜还没有出现成熟的型号。可以说，这将是添补人类天文观测领域空白的一块重要的拼图。
中国硬X射线望远镜
这块拼图，将由中国的硬X射线太空望远镜来拼上。该星大名为HXMT，昵称为“慧眼”。小火箭期待慧眼能够早日识出宇宙中的颗颗明珠。
小火箭按照中科院高能物理所的官方数据，可以发现：中国这台硬X射线太空望远镜搭载了HE、ME和LE也就是高能、中能和低能3类探测器。
其中，HE也就是高能主要负责20~250 keV的硬X 射线探测任务，是HXMT 的主要载荷之一。该探测器由18 个碘化钠（铊）/ 碘化铯（钠）复合晶体主探测器和准直器组成，主探测器的视场由18个不同栅格取向的准直器来限定。
ME也就是中能是HXMT 有效载荷的子系统，探测器采用864 片硅光二极管（Si-PIN）阵列探测器的技术方案，共有1944 个探测器单体，探测面积为952 平方厘米，覆盖能区为5~30keV。
LE则选用扫式电荷器件（Swept Charge Device，简称SCD）加准直器的技术方案。LE 的能量覆盖范围应在1~15 keV，探测面积约382 平方厘米，能量分辨率小于等于450 eV，时间分辨率小于等于1毫秒。
国际上，在中国之前，美国、日本等国家发射过X射线太空望远镜，但是这些望远镜有的专注于硬X射线本身而不能巡天，或者有着能够巡天但其观测波段尚未进入硬X射线范围。中国这颗硬X射线太空望远镜则终于结合了硬X射线和巡天这两大特性。上图为美国1999年发射的钱德勒X射线太空望远镜。
小火箭查看以往的探测历史发现，迄今为止人类共观测到了宇宙中70多个硬X射线天体（每一个都是很厉害的，都是名副其实的“前方高能”）。而如果中国硬X射线太空望远镜完成巡天的话，人类发现的硬X射线天体的数量则有望从70多个跃升为上千个。小火箭想一想就觉得很开心。
（上上图为钱德勒X射线望远镜拍摄到的一颗超新星爆炸时释放的X射线，上图为该望远镜拍摄的一颗中子星周边的强大X射线。）
总体说来，小火箭觉得中国首个硬X射线太空望远镜的特点可以概括为“三高一大一上”。（哈哈，感觉是在给中国科学事业做广告了，自己也惊讶地发现居然也能写出类似广告文案的文字）。
这“三高”分别指：高分辨率、高灵敏度和高定位精度。“一大”指的是巡天观测范围大，真正实现了360°巡天。“一上”指的是这台X射线望远镜上了天，比在地面建设的望远镜有诸多优势。有关分辨率和灵敏度的数据见小火箭上面的文字，而这个高定位精度则是搭载硬X射线太空望远镜的卫星平台提供的。
我们在拿手机拍摄景色的时候，会有个体会：手机摄像头的性能是关键因素，而手不要乱抖，拿得稳也是拍出清晰画面的重要保障。搭载硬X射线太空望远镜的卫星就是这个稳稳的手。（小火箭也期待大家能够说，小火箭讲的卫星和火箭相关的文章，稳！[害羞]）。
中国的硬X射线太空望远镜能够对准惯性空间的一个方向进行三轴稳定观测。得益于卫星上面高性能的陀螺仪和姿态控制系统，这台太空望远镜能够实现对特定天区的“凝视”观测。
最是那深情的凝视，即将揭开被宇宙尘埃遮住的巨型黑洞的奥秘。小火箭等着你的好消息。
卫星平台的设计对太空望远镜的成败起着关键作用。小火箭想起了日本的那颗名为“朱雀”的X射线望远镜。那上面的X射线探测器不可谓不先进，灵敏度不可谓不高。为了获得高分辨率，日本工程师不惜代价用液氦来冷却敏感器，以便获得目前人类的科技水平条件下能够获取的最低的温度。结果卫星平台设计的不够好，液氦的消耗速度远超预期，在观测到巨型黑洞后不久，这个探测器就失效了。
2016年，日本又发射了新的X射线太空望远镜，其探测器的性能更加强大。但是，搭载该探测器的卫星平台的姿态控制系统出了问题。用于姿控系统的代码写错了，当卫星姿态角出现偏差时，姿控系统的推进器开始奋力工作纠偏，结果方向喷反了。卫星非但没有摆正姿态，反而超误差越来越大的地方转。后来推进器火力全开，卫星整个在太空高速旋转了起来。最终被推进器的巨大推力推动着转得越来越快的卫星无法承受巨大的力量，结构碎裂，在太空中解体。预期寿命10年的卫星只工作了3天。
搭载中国的硬X射线太空望远镜使用了中国航天技术几十年来的技术积累，小火箭觉得一定会稳稳的。而且，中国硬X射线太空望远镜不仅仅有定点凝视这一种工作模式，还有另外两个绝活：
卫星一侧指向太阳，望远镜光轴在垂直于太阳矢量的平面内慢旋扫描，旋转速率每一个轨道约360°。这就是让世界上其他国家的天文科学家羡慕的巡天模式；
卫星通过慢速扫描完成对特定小天区的深度成像观测，扫描轨迹行间隔0.1°、0.2°、1°可选，可实现10°半锥角天区的全覆盖，扫描速度0.01°/s、0.03°/s、0.06°/s可选。这就是可以灵活应对多种观测任务的小天区扫描观测模式。
小火箭与大家一起期待中国这颗硬X射线太空望远镜早日为全人类绘制出范围最广、分辨率最高的硬X射线巡天图像，为人类的太空探索事业做出重大贡献！（作者署名： 小火箭 邢强博士）
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