光明網(wǎng)訊7月27日，在“力箭一號”與“創(chuàng)新X”衛(wèi)星發(fā)射運行一周年之際，中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院與中科宇航公司在上海聯(lián)合舉行“創(chuàng)新X首發(fā)星在軌試驗總結(jié)會”，展示了豐碩的科學(xué)與技術(shù)成果，并聯(lián)合發(fā)布了“創(chuàng)新X科學(xué)航班”計劃，開創(chuàng)低成本空間科學(xué)與新技術(shù)試驗的新范式，為更多全球科學(xué)家提供服務(wù)。

力箭一號與創(chuàng)新X衛(wèi)星

【資料圖】

2022年7月27日，由中國科學(xué)院自主研制的“力箭一號” 固體運載火箭首飛成功，搭載“創(chuàng)新X”系列科學(xué)試驗衛(wèi)星順利入軌。

“創(chuàng)新X”首發(fā)試驗星重約650kg，利用接口豐富、柔性配置、動態(tài)集成的試驗平臺，搭載了20余項新載荷與新技術(shù)產(chǎn)品，在軌完成了44項空間新技術(shù)驗證，部分技術(shù)產(chǎn)品已實現(xiàn)推廣應(yīng)用。

衛(wèi)星搭載了EP-WXT探路者“龍蝦眼天文成像儀”萊婭（LEIA）、高能爆發(fā)探索者（HEBS）、46.5nm極紫外太陽成像儀（SUTRI）、CPT原子磁場精密測量儀等空間科學(xué)探測載荷，在驗證新型探測技術(shù)的同時，獲得了令人振奮的科學(xué)成果。

利用LEIA載荷，科學(xué)家成功獲得了一批天體的真實大視場X射線實測圖像和能譜，這是國際上首次獲得并公開發(fā)布的大視場X射線聚焦成像觀測結(jié)果，標(biāo)志著我國率先掌握了X射線龍蝦眼聚焦成像技術(shù)，并成功實現(xiàn)了在軌驗證與科學(xué)探測應(yīng)用。

2022年11月7日， LEIA發(fā)現(xiàn)了一例X射線暫現(xiàn)源（LXT221107A），并引導(dǎo)了NASA的空間望遠鏡Swift和NICER的跟蹤觀測。后經(jīng)證實該暫現(xiàn)源為恒星HD 251108產(chǎn)生的超級耀發(fā)，其耀發(fā)光度和持續(xù)時間均遠高于普通的恒星耀發(fā)。

2023年5月26日，LEIA還捕獲到銀河系中心中子雙星 SAX J1747.0-2853的耀發(fā)，其5角分的分辨率能夠精準(zhǔn)確定雙星的位置，引起全球天文學(xué)家對該耀發(fā)濃厚的研究興趣。截至目前，LEIA已完成第一輪軟X射線全天天圖繪制，探測到多個暫現(xiàn)源/耀發(fā)源，同時在軌開展了標(biāo)定測試和觀測模式探索等工作，為即將發(fā)射的愛因斯坦探針衛(wèi)星（EP）積累了寶貴數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。

LEIA發(fā)現(xiàn)的X射線暫現(xiàn)源（左圖）觸發(fā)了Swift天文臺對其觀測（右圖）

LEIA捕獲到的銀河系中心中子雙星的耀發(fā)現(xiàn)象（左圖為2023年5月26日探測圖像，右圖為2023年5月12日探測圖像），LEIA還實現(xiàn)了對最大尺度星系團——室女座Virgo星系團（10°×10°）的彌散源成像觀測，這是中國科學(xué)家首次用自己的望遠鏡繪制的X射線圖像

左圖為LEIA對Virgo天區(qū)多次觀測的疊加圖像（0.5-4.5 keV），右圖為LEIA觀測的Virgo星系團的X射線圖像，其中綠色線為ROSAT衛(wèi)星在0.5-2.0 keV觀測的Virgo輪廓圖

高能爆發(fā)探索者（HEBS）在完成了在軌驗證后，轉(zhuǎn)入常規(guī)觀測，編入到空間科學(xué)衛(wèi)星懷柔一號極目載荷（GECAM-C）系列，與GECAM-A/B協(xié)同，初步形成我國首個高能爆發(fā)天體監(jiān)測網(wǎng)。

2022年10月，HEBS載荷發(fā)現(xiàn)迄今最亮伽馬暴，對其主暴階段進行了高精度測量，是國際上已知質(zhì)量最好的觀測，發(fā)現(xiàn)該伽馬暴的觀測亮度和各向同性等效能量均打破紀(jì)錄，獲得國際同行認(rèn)可。HEBS還與慧眼衛(wèi)星聯(lián)合精確測量該伽馬暴完整爆發(fā)過程，北京時間2023年3月29日2時，中國科學(xué)院高能物理研究所與全球40余家科研機構(gòu)同時發(fā)布該項研究成果。

創(chuàng)新X首發(fā)星HEBS載荷與慧眼衛(wèi)星聯(lián)合觀測迄今最亮伽馬暴

不僅如此，同屬“創(chuàng)新X”衛(wèi)星的LEIA載荷與HEBS載荷，于2023年3月7日同時探測到一個極端明亮的伽馬暴，這是首次利用寬視場軟X射線和伽馬射線監(jiān)測器聯(lián)合觀測研究伽馬暴瞬時輻射。

46.5nm極紫外太陽成像儀（SUTRI）利用Ne VII 46.5 nm譜線對50萬度左右的太陽大氣成像，旨在建立太陽低層大氣和日冕之間的關(guān)鍵橋梁。SUTRI是40-110 nm波長范圍內(nèi)國際首臺基于多層膜窄帶濾光技術(shù)的太陽成像儀，驗證了新型硅鈧多層膜反射鏡等器件的在軌性能和極紫外在軌定標(biāo)技術(shù)。近半個世紀(jì)以來，國際首次拍攝了46.5 nm全日面圖像，實現(xiàn)了我國首次太陽過渡區(qū)探測。利用觀測數(shù)據(jù)，科學(xué)家在太陽大氣中物質(zhì)流動、波動，耀斑和噴流，暗條形成和爆發(fā)等方面取得研究成果，其科學(xué)數(shù)據(jù)已公開發(fā)布并被虛擬太陽天文臺(VSO)收錄。

SUTRI觀測到的一個噴流及其驅(qū)動的二型射電暴（來自太陽射電槎山觀測站）

衛(wèi)星搭載了三臺各具特色的可見光相機，分別為全鋁自由曲面相機，多功能一體化相機，冷光學(xué)紅外感知相機。全鋁自由曲面相機采用了新型“全自由曲面+全鋁光機”無遮攔離軸三反設(shè)計，具有無熱化、體積緊湊、快速響應(yīng)、大視場、低成本等特點，是新型的光學(xué)成像技術(shù)，完成了在軌演示驗證與常態(tài)化對地觀測；多功能一體化相機基于共口徑多出瞳光學(xué)系統(tǒng)，在同一相機上實現(xiàn)了可見光、微光和紅外三種觀測模式，并兼具視頻成像的功能，已完成多譜段多出瞳共光路等關(guān)鍵技術(shù)的在軌驗證；冷光學(xué)紅外感知相機將制冷機、探測器和光學(xué)系統(tǒng)進行耦合集成，同時實現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)和紅外探測器80K的工作溫度，是一種高集成小型化低溫紅外探測系統(tǒng)。

全鋁自由曲面相機及獲得的圖像

截止目前，“創(chuàng)新X”衛(wèi)星已完成了44項新技術(shù)在軌驗證，既包含邊緣計算型視覺芯片、InSb紅外探測器、宇航級半導(dǎo)體溫控等新器件技術(shù)，也包含微牛級冷氣微推、超高頻脈沖管制冷、3D 打印鈦合金高壓氣儲結(jié)構(gòu)、國產(chǎn)艙外無磁光纖等部組件技術(shù)，為未來空間探測任務(wù)供了豐富的新技術(shù)產(chǎn)品。

“創(chuàng)新X”首發(fā)星的科技成果豐碩，為后續(xù)“航班式”搭載模式創(chuàng)造了良好開端。中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新院張永合總師與中科宇航有限公司楊毅強總裁共同宣布了“創(chuàng)新X”科學(xué)航班計劃，基于“創(chuàng)新X”首發(fā)星的實踐經(jīng)驗與成果，繼續(xù)探索空間科學(xué)與技術(shù)驗證新范式。

“在力箭運載的每次發(fā)射任務(wù)中，我們都會為科學(xué)試驗衛(wèi)星預(yù)留專門艙位，提供靈活、便捷的入軌機會，以創(chuàng)新的模式，支持空間科學(xué)技術(shù)的發(fā)展?！敝锌朴詈娇偛脳钜銖娬f。

據(jù)悉，科學(xué)航班面向全球征集有在軌驗證需求的新載荷、新產(chǎn)品，利用“力箭”的發(fā)射機會，每年搭載4顆50kg級科學(xué)微納星，2顆100kg級科學(xué)微小衛(wèi)星，1顆600kg級科學(xué)試驗衛(wèi)星，為全球科學(xué)家、科研機構(gòu)、大學(xué)、空間公司提供全鏈條搭載服務(wù)。

“大量面向空間科學(xué)、空間應(yīng)用研究的新載荷、新技術(shù)產(chǎn)品，長期停留在實驗室內(nèi)，停留在地面試驗階段，此次火箭與衛(wèi)星聯(lián)合，旨在建立可持續(xù)的低成本在軌驗證新模式，幫助更多科學(xué)家、科技工作者實現(xiàn)航天夢！”張永合總師說。（宋雅娟）