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空间天文学是在高层大气和大气外层空间进行天文观测和研究的学科。就观测波段而言，空间天文学可分成多个分支：红外天文学、紫外天文学、X射线天文学、γ射线天文学等。空间天文研究始于20世纪40年代，空间科学技术的迅速发展，给空间天文研究开辟了十分广阔的前景。空间天文观测可以克服地面天文观测中存在的地面紫外光谱观测无法进行，地球大气的非选择性消光作用，红外波段部分缺失等的缺陷，扩宽了天文观测波段。
人造卫星和各种宇宙飞船的成功发射，对许多学科和技术领域产生了前所未有的巨大推动作用，其中就包括天文学这门古老的学科。
2022年，1月20日，北京召开中国科学院2022年度工作会议，高能物理研究所“慧眼空间天文望远镜研究集体”荣获中国科学院杰出科技成就奖。
“硬X射线调制望远镜‘慧眼’发射成功并取得初步科学成果”荣列2017年度中国十大天文科技进展;“慧眼卫星发现黑洞双星系统最高能量的准周期振荡”荣列2020年度中国十大天文科技进展。“‘慧眼’直接测量到迄今宇宙最 强磁场”被评为2020年度中科院12项科技创新亮点成果之一。“‘高海拔宇宙线观测站’(LHAASO)和中国首颗X射线天文卫星‘慧眼’在探索极端宇宙方面取得重要突破” 被评为2021年度中科院14项科技创新亮点成果之一。
慧眼HXMT望远镜全称硬X射线调制望远镜卫星(HXMT)，是继中欧合作地球空间探测双星、“悟空”号暗物质粒子探测卫星和“墨子”号量子科学实验卫星之后，中国又一颗重要的空间科学卫星。是既可以实现宽波段、大视场X射线巡天又能够研究黑洞、中子星等高能天体的短时标光变和宽波段能谱的空间X射线天文望远镜，同时也是具有高灵敏度的伽马射线暴全天监视仪。
慧眼HXMT望远镜设计寿命4年，呈立方体构型，总质量约为2500kg，装载高能、中能、低能X射线望远镜和空间环境监测器等4个探测有效载荷，可观测1～250keV能量范围的X射线和200keV～3MeV能量范围的伽玛射线。卫星采用直接解调成像方法，通过扫描观测可以完成宽波段、高灵敏度、高分辨率的空间X射线成像，具有复杂的热控保障、对地测控与数传保障以及载荷长期工作下的能源保障能力。
“慧眼”卫星应用我国科学家首创的直接解调成像方法，实现宽波段、高灵敏度、高空间分辨率X射线巡天、定点和小天区观测，在世界现有X射线天文卫星中，具有先进的暗弱变源巡天能力、独特的多波段快速光变观测能力等优势。卫星研制过程中，攻克了诸多设计难题，取得了X射线探测载荷一体化设计与实施、惯性空间任意姿态下对地测控与数传链路保障技术等多项技术突破，有力促进了新型元器件、特殊材料制备、载荷结构高精度加工等的发展。
在轨测试期间，“慧眼”卫星开展了多个天区的扫描成像观测和对特定天体的定点观测，开展了伽马射线暴监测等应用测试，验证了卫星的各项功能和性能，取得了银道面扫描监测、黑洞及中子星双星观测、伽马射线暴、引力波电磁对应体探测、太阳耀发、特殊空间环境事件等初步科学成果。
慧眼HXMT望远镜的主要工作模式包括巡天观测、定点观测和小天区扫描模式。卫星发射入轨后，将开展四个方面的空间探测活动：
一、是将对银道面进行巡天观测，发现新的高能变源和已知高能天体的新活动;
二、是通过观测和分析黑洞、中子星等高能天体的光变和能谱性质，加深对致密天体和黑洞强引力场中动力学和高能辐射过程的认识;
三、是在硬X射线/软伽玛射线能区获得伽马射线暴及其它爆发现象的能谱和时变观测数据，研究宇宙深处大质量恒星死亡以及中子星并合等导致的黑洞的形成过程;四是探索利用X射线脉冲星进行航天器自主导航的技术和原理并开展在轨实验。
慧眼HXMT望远镜所属的卫星工程是国防科工局牵头组织实施的重大空间科学任务，将显著提升中国大型科学卫星研制水平，填补中国空间X射线探测卫星的空白，实现中国在空间高能天体物理领域由地面观测向天地联合观测的跨越。该星的投入使用使中国高能天文研究进入空间观测的新阶段，对提高中国在空间科学领域的国际地位和影响力具有重要意义。
“慧眼”卫星的“继任者”——中国领导的大型国际合作空间项目“增强型X射线时变与偏振空间天文台”已进入方案设计阶段。研制成功后，它将成为2027年后国际领先的旗舰级空间X射线天文台，其综合性能相比国际同类卫星有一个数量级以上的提升，将把中国的空间高能天文研究带入更高水平，将在探索极端宇宙中有更多更重要的科学发现。
新闻来源：中国科学院高能物理研究所
作者：LISONGWEI
