硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星

硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星設(shè)計壽命4年，承載高能、中能、低能X射線望遠鏡和空間環(huán)境監(jiān)測儀，通過巡天觀測、定點觀測和小天區(qū)掃描3種工作模式，能夠?qū)崿F(xiàn)寬波段、高靈敏度、高分辨率的X射線空間觀測。衛(wèi)星成功發(fā)射和正常運行后，將使我國在X射線空間觀測方面具有國際先進的暗弱變源巡天能力、獨特的多波段快速光觀測能力等，推動我國高能天體物理研究進入世界先進行列。

2017年6月15日11時00分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征四號乙運載火箭，成功發(fā)射硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星"慧眼"，這是我國首顆大型X射線天文衛(wèi)星，同時此次發(fā)射還搭載了國內(nèi)國外3顆小衛(wèi)星。

2017年2月7日，從中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心獲悉，2017年計劃發(fā)射"硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星"，可觀測黑洞、中子星、超新星爆發(fā)等。

"硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星"將實現(xiàn)寬波段大天區(qū)X射線巡天，具有獨特的觀測黑洞、中子星等高能天體多波段快速光變的能力，將加深對致密天體和黑洞強引力場中動力學(xué)和高能輻射過程的認識，使中國高能天體物理觀測研究進入國際先進水平。

硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星工程是由國防科工局和中國科學(xué)院聯(lián)合組織實施的空間科學(xué)項目。衛(wèi)星、運載火箭分別由中國航天科技集團公司中國空間技術(shù)研究院、上海航天技術(shù)研究院研制，地面測控系統(tǒng)由西安衛(wèi)星測控中心負責，中科院國家空間科學(xué)中心、遙感與數(shù)字地球研究所和高能物理研究所分別負責地面應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)及衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收、處理、分發(fā)和科學(xué)應(yīng)用。

硬X射線調(diào)制望遠鏡(HXMT)完全建立在中國成熟的硬件技術(shù)、創(chuàng)新性的數(shù)據(jù)處理方法基礎(chǔ)之上，中國已發(fā)展成熟的"資源二號"衛(wèi)星平臺基本能滿足HXMT的需要。因此，HXMT將是一顆真正屬于中國的、具有高度科學(xué)創(chuàng)新性和技術(shù)可靠性的科學(xué)衛(wèi)星。

硬X射線調(diào)制望遠鏡(HXMT)實現(xiàn)中國空間天文衛(wèi)星零的突破，是中國《"十一·五"空間科學(xué)發(fā)展規(guī)劃》的目標之一.。HXMT 實現(xiàn)寬波段X射線 (1-250 keV) 巡天，其中在硬X射線波段具有世界最高靈敏度和空間分辨率，發(fā)現(xiàn)大批被塵埃遮擋的超大質(zhì)量黑洞和未知類型天體，探測宇宙硬X射線背景輻射;HXMT還將通過對黑洞和其他高能天體寬波段X射線時變和能譜的觀測，研究致密天體極端物理條件下的動力學(xué)和輻射過程。

HXMT建立在中國學(xué)者對硬X射線成像技術(shù)的原始性創(chuàng)新和成熟可靠的探測器技術(shù)基礎(chǔ)之上。從2000年以來，HXMT的預(yù)研工作得到國家974項目、中科院知識創(chuàng)新工程重大方向性項目和清華大學(xué)985項目的聯(lián)合支持，現(xiàn)已完成有效載荷系統(tǒng)地面樣機研制，成功地進行了氣球飛行檢驗。中國已發(fā)展成熟的"資源二號"衛(wèi)星平臺的主要性能完全滿足HXMT衛(wèi)星的要求，不存在需要攻克的關(guān)鍵技術(shù)問題。HXMT是一顆具有重大科學(xué)意義、高度創(chuàng)新性與技術(shù)可靠性的科學(xué)衛(wèi)星，已經(jīng)具備進行工程研制的條件。在"十一五"期間發(fā)射HXMT衛(wèi)星，可以在基礎(chǔ)科學(xué)的一個重要前沿為中國取得具有高顯示度的重大成果。

首臺太空望遠鏡將是世界上靈敏度和空間分辨本領(lǐng)最高的硬X射線望遠鏡，它將探測大批高能天體和天體高能輻射新現(xiàn)象，并對黑洞、中子星等重要天體進行高靈敏度定向觀測，推進人類對極端條件下高能天體物理動力學(xué)的新認識。

HXMT是發(fā)現(xiàn)黑洞和研究致密天體強引力場中動力學(xué)與高能過程的強有力的實驗裝置。在"超越愛因斯坦"計劃的下一代黑洞搜尋者(Black Hole Finder Prob)之前，HXMT能夠以最高靈敏度和分辨率發(fā)現(xiàn)大批被塵埃遮擋的超大質(zhì)量黑洞和其他未知類型高能天體，并研究宇宙硬X射線背景的性質(zhì)。HXMT衛(wèi)星的低能(1-15 keV)中能(5-30 keV)和高能(20-250 keV)三個望遠鏡都是準直型探測器，直接解調(diào)掃描數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)高分辨和高靈敏度成像以及對彌散源的成像;而大面積準直探測器又能獲得特定天體目標的高統(tǒng)計和高信噪比數(shù)據(jù)，使HXMT既能實現(xiàn)大天區(qū)成像，又能通過寬波段時變和能譜觀測研究天體高能過程，有機會為實現(xiàn)"超越愛因斯坦"的目標作出獨到的貢獻。由于在硬X波段具有前所未有的靈敏度和成像能力，HXMT衛(wèi)星將對空間天文的發(fā)展做出重要貢獻。

硬X射線成像比X射線成像困難得多，上世紀70年代開始發(fā)展了編碼孔徑成像技術(shù), 它是用探測器陣列與編碼孔板構(gòu)成的編碼孔徑望遠鏡，記錄不同方向入射的光子編碼板投影的疊加,然后再借助于解調(diào)或者反演的數(shù)學(xué)方法求出影像，上世紀90年代，歐洲和美國先后開始研制編碼孔徑成像的硬X射線衛(wèi)星。

與歐美的編碼孔徑成像技術(shù)不同，硬X射線調(diào)制望遠鏡是采用直接解調(diào)方法反演成像。自高斯發(fā)明最小二乘法以來，人們喜歡借助一些簡化的最優(yōu)條件(例如最小二乘條件、最大熵條件、最大似然條件等)或線性數(shù)學(xué)變換(例如傅里葉變換)，實現(xiàn)由觀測數(shù)據(jù)到真實對象的反演;直接解調(diào)方法則用非線性數(shù)學(xué)手段，直接解原始的測量方程，實現(xiàn)反演成像。由于更充分地利用了測量對象和測量儀器的信息，同樣的數(shù)據(jù)經(jīng)過直接解調(diào)可以得到比用傳統(tǒng)方法更好的成像效果。與復(fù)雜昂貴的編碼孔徑成像系統(tǒng)相比，用簡單的準直探測器掃描數(shù)據(jù)直接解調(diào)成像，分辨率高，同時噪音干擾被有效抑制，背景異常干凈，從而用簡單成熟的硬件技術(shù)就可以實現(xiàn)高分辨、高靈敏度的硬X射線巡天。

HXMT衛(wèi)星望遠鏡組件，和光學(xué)望遠鏡不同的是，它其實為一組工作在不同波段上的X射線探測器，左邊突出的是低能X射線探測器;中間圓形的是高能X射線探測器;右邊是中能X射線探測器。