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衛(wèi)星整裝待發(fā) 圖片來源：航天科技集團五院

衛(wèi)星研制人員研討技術(shù)細節(jié)

衛(wèi)星研制現(xiàn)場

　　玩過電子游戲的人都知道，游戲開頭都會進行模式選擇：“簡單（Easy），中等難度（Normal），高難度（Hard）”。

　　作為中國第一顆天文臺級別的空間天文探測衛(wèi)星，硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星（Hard X-ray Modulation Telescope，HXMT），無論是取名、立項，還是研制，都毅然地選擇了“Hard模式”。

　　“絕對不能降低難度”

　　從一開場，硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星的研制就被設(shè)置為“Hard模式”。

　　與應(yīng)用衛(wèi)星不同，空間科學(xué)探測作為前沿科學(xué)研究必須是“最超前的”，這樣才能占據(jù)科學(xué)的制高點，才能在國際上擁有話語權(quán)。2016年，同樣具備X射線探測功能的日本旗艦級天文衛(wèi)星“瞳”在軌失控，日本科學(xué)家扼腕嘆息道“我們錯過了新科學(xué)”。面對著國外同領(lǐng)域激烈的競爭態(tài)勢，HXMT的研制團隊在和時間賽跑的同時，也必須不斷的增加科學(xué)砝碼。

　　2008年，立項遇到瓶頸。已故中國科學(xué)院院士何澤慧曾兩次致信時任國務(wù)院總理溫家寶，呼吁關(guān)注HXMT項目，“HXMT項目是中國實現(xiàn)學(xué)科重大前沿跨越式發(fā)展的一個難得的機會，是抓住利用方法的原始創(chuàng)新在一個新領(lǐng)域取得突破的機會”。

　　從2011年正式立項到2017年發(fā)射，HXMT歷時整整6年。這6年里，HXMT不斷升級，“絕對不能降低難度，天文探測必須在國際上占據(jù)前沿位置”。參與衛(wèi)星研制的一位年長的老師如是說。

　　為此，承擔衛(wèi)星抓總研制任務(wù)的航天科技集團五院總體部和承擔科學(xué)目標提出、有效載荷研制的中科院高能物理研究所兩支“國家隊”付出了極其艱辛的努力。

　　主動增加難度砝碼

　　衛(wèi)星最早論證的時候，只有高能探測器和空間環(huán)境監(jiān)測器兩種有效載荷。為了先進性和創(chuàng)新性，衛(wèi)星研制團隊對衛(wèi)星的總體設(shè)計方案進行了顛覆性的修改，對研制難度較大的控制、測控、數(shù)傳、熱控等分系統(tǒng)的技術(shù)方案也反復(fù)進行深入的技術(shù)研究和論證，在難度上主動增加砝碼。

　　如今，硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星和同類衛(wèi)星相比有了一個非常明顯的優(yōu)勢——探測波段寬，利用高能、中能、低能三種探測器，實現(xiàn)了1~250千電子伏特（keV）的全覆蓋，還可以擴展到3兆電子伏特（Mev）伽馬暴探測。

　　以衛(wèi)星的熱控設(shè)計為例，為了保證有效載荷探測精度，必須將高能、中能、低能探測器均集中安裝在同一個支撐結(jié)構(gòu)上，但是三個有效載荷對溫度的要求各異，指標要求最大相差達80多攝氏度。

　　這就好比要把大象放進冰箱里，而大象的不同部位卻喜歡不同的溫度。為了讓“大象”“心情愉悅”，總體部在衛(wèi)星熱控設(shè)計不僅使出了“黑科技”——多級隔熱措施、深冷熱管技術(shù)、梯度溫度加熱技術(shù)等，還溫馨地給衛(wèi)星戴上了一頂“太陽帽”——遮陽板。

　　硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星雖然采用的是成熟的衛(wèi)星平臺，但是為了科學(xué)目標的實現(xiàn)衛(wèi)星進行了大量個性化的定制。

　　“太難了，太難了”

　　研制團隊里流傳著這么一句話：“中能難，難于上青天?！?/p>

　　從原理樣機走出實驗室，到最后實現(xiàn)工程化的過程中，中能探測器元器件在苛刻的環(huán)境試驗中屢次失效，“所有想到的、想不到的問題都出現(xiàn)了”。直到2016年初，中能探測器才完成了標定，一直都在讓人揪心地和時間賽跑著。最終，中能X射線探測敏感器元件SI-PIN實現(xiàn)了全國產(chǎn)化，打破了國外在核心器件上的壟斷。

　　有效載荷是一顆衛(wèi)星的靈魂，硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星的有效載荷凝結(jié)了國內(nèi)眾多科學(xué)家近三十多年的心血，從理論到實驗室再到工程實現(xiàn)，整個過程異常艱難。令人欣慰的是，在平臺設(shè)計、姿態(tài)控制、溫度控制設(shè)計方面，研究團隊研制的多項技術(shù)都填補了國內(nèi)空白，工程、科學(xué)、技術(shù)在這里得到了完美的融合。

　　困難面前，衛(wèi)星平臺和用戶載荷兩個研制單位緊密地結(jié)合在了一起，共同保證型號進度和衛(wèi)星的質(zhì)量。

　　曾經(jīng)有人問試驗隊里的一位老專家：“假如一萬個萬一，衛(wèi)星沒有成功，還會有備份星嗎？”

　　老專家回答：“沒有了，就這一次這一顆星了。太難了，太難了?！?/p>

　　說者哽咽，聽者紅了眼睛。在“Hard模式”下成長起來的硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星承載了太多人滿滿的情懷。

　　（原載于《中國科學(xué)報》 2017-06-16 第3版 科普)