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世界時訊：十年磨劍將成鋒——《環(huán)球時報》專訪中法SVOM衛(wèi)星中方研發(fā)團隊

時間 :2023-06-21 18:07:14   來源 : 環(huán)球網(wǎng)

【環(huán)球時報報道 記者 樊巍 鄧孝慈】千淘萬漉雖辛苦、十年磨劍終成鋒。于2014年由中法兩國領(lǐng)導(dǎo)人共同啟動的太空望遠鏡項目——天基多波段空間變源監(jiān)視器（以下簡稱SVOM）在歷時近十年的研制后，計劃將在今年年底完成研制出廠，并在明年第一季度發(fā)射升空。這顆衛(wèi)星具有多波段觀測、自主響應(yīng)、快速機動、高穩(wěn)定姿控等功能和特色，也被認為是繼美國 SWIFT 任務(wù)之后最重要的伽瑪射線暴多波段探測項目。近日，《環(huán)球時報》記者專訪了該項目團隊，聽團隊成員講述中法兩國科研人員攜手探索浩瀚宇宙的研發(fā)歷程。

SVOM衛(wèi)星將首次實現(xiàn)對伽瑪射線暴全方位觀測

伽瑪射線暴是目前已知的宇宙中除了宇宙大爆炸以外的最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象，涉及從恒星、星系到宇宙學(xué)等天體物理學(xué)中的多個領(lǐng)域，它在幾秒鐘內(nèi)釋放的能量，超過太陽一生釋放能量的總和，被稱為宇宙中最強大的事件，深入觀測和研究伽瑪射線暴將有助于幫助人類解決基礎(chǔ)科學(xué)中的若干重大問題。


(資料圖)

“SVOM衛(wèi)星是一顆對宇宙中能量最強的現(xiàn)象——伽瑪射線暴進行探測并精確定位的衛(wèi)星，主要任務(wù)是發(fā)現(xiàn)、探測、分析伽瑪暴及其余輝。目前國際上有很多同類型的衛(wèi)星，但我們的SVOM衛(wèi)星是一顆綜合性的伽瑪射線暴探測衛(wèi)星，它可以通過不同的譜段對伽瑪暴進行探測。”中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院SVOM項目衛(wèi)星系統(tǒng)總師助理張曉峰近日在接受《環(huán)球時報》記者采訪時介紹稱，SVOM衛(wèi)星平臺是由中方研制，衛(wèi)星上一共配置了4臺有效載荷，中法兩國各提供兩臺載荷，其中中方提供的載荷是一臺伽瑪射線監(jiān)視器和一臺光學(xué)望遠鏡。

“所搭載的這臺伽瑪射線暴監(jiān)視器可以通過宇宙中的伽瑪射線對伽瑪暴進行一個觀測，它是一種高能的探測載荷。而光學(xué)望遠鏡則是在藍波段和紅波段兩個譜段對伽瑪暴進行一個可見光的探測?！睆垥苑宸Q。

與此同時，法國國家空間研究中心也在該顆衛(wèi)星上搭載有兩臺載荷，其中一臺是軟x射線天文望遠鏡，另外一臺則是硬x射線相機?！巴ㄟ^硬x射線相機，我們可對伽瑪射線暴進行大范圍探測，而通過軟x射線望遠鏡我們可對伽瑪暴進行成像，中法雙方4臺有效載荷儀器通過協(xié)調(diào)觀測，就可以覆蓋軟x射線到高能伽瑪射線，以及大部分可見光。這種綜合性的伽瑪射線暴衛(wèi)星，我們應(yīng)該是全球首個。”張曉峰介紹。

據(jù)《環(huán)球時報》記者了解，目前載荷正樣產(chǎn)品已經(jīng)安裝到星上，中法雙方工程師隊伍將在接下來的幾個月進行聯(lián)合工作，完成 SVOM 衛(wèi)星飛行件的總裝、集成和測試。衛(wèi)星計劃明年第一季度，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心運用長征二號丙火箭發(fā)射升空，衛(wèi)星的設(shè)計壽命為5年。如果維護得當(dāng)，有望工作更長的時間，“我們當(dāng)然希望這顆衛(wèi)星服役的時間越長越好，從而能夠為全球科學(xué)家提供更多的科學(xué)儀器測量數(shù)據(jù)。”張曉峰表示

中方團隊貢獻中國智慧

伽瑪射線暴雖然是宇宙中最劇烈的爆炸現(xiàn)象之一，但是想要探測也并非易事，特別是實現(xiàn)可見光探測更是難上加難。

“整體而言，伽瑪暴探測還是一種弱目標探測，如果采用可見光天文望遠鏡探測，我們要探測的是相等于22.5等星這樣一個亮度極弱的目標，這對衛(wèi)星平臺的穩(wěn)定度要求非常高，而我們的SVOM衛(wèi)星平臺可以做到0.8角秒的平臺穩(wěn)定度?！睆垥苑灞硎?，實現(xiàn)這種穩(wěn)定度難度很大，其背后凝聚的是中方科研人員的中國智慧。

“我們專門設(shè)計了一整套實現(xiàn)高穩(wěn)定度的姿態(tài)控制系統(tǒng)，這套系統(tǒng)非常先進。我們采取在可見光望遠鏡里進行圖像開窗的方式，設(shè)計出導(dǎo)星系統(tǒng)，基于星上信號進行定位并反饋控制，從而實現(xiàn)高穩(wěn)定衛(wèi)星平臺?！睆垥苑宸Q。

此外，中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)也在SVOM衛(wèi)星平臺上得到了應(yīng)用。張曉峰介紹稱，SVOM衛(wèi)星配置有北斗的短報文功能，同時還配置有法國的甚高頻(VHF)通信系統(tǒng)，因為有這兩套信息傳輸系統(tǒng)的支撐，SVOM衛(wèi)星可以實現(xiàn)快速的天地互通。

“舉例而言，當(dāng)SVOM衛(wèi)星在天上發(fā)現(xiàn)了一個伽瑪射線爆的信號，它能在5分鐘之內(nèi)就把這個信號通過我們的北斗短報文傳送到地面，地面站在接收到這些信號之后，通過地面的科學(xué)中心將這些信號傳送到各個地面觀測站，比如說全球各地的大口徑地面望遠鏡，就可以快速實現(xiàn)對天上伽瑪暴射線的后隨觀測，這樣就實現(xiàn)了天地互聯(lián)?！睆垥苑宸Q。

與此同時，在地面上生成的信息，也可以通過地面網(wǎng)絡(luò)，傳送到地面上的各種觀測站，再通過測控站再發(fā)送給天上其他的一些伽瑪暴觀測衛(wèi)星，給它們提供一個觀測目標的方位?！巴ㄟ^VHF鏈路和北斗短報文系統(tǒng)能夠快速地和其他的伽瑪暴觀測衛(wèi)星，包括我們地面上的大口徑望遠鏡進行聯(lián)合觀測，這也是SVOM衛(wèi)星的一個獨特的優(yōu)勢?！睆垥苑灞硎尽?/p>

十年默契合作，開啟無限可能

SVOM衛(wèi)星項目作為中法兩國航天機構(gòu)之間的一個系統(tǒng)級的合作，在合作過程中，中法兩方都派出科學(xué)及系統(tǒng)人員參與其中，其中不僅有專注于伽瑪暴觀測的科學(xué)家，還有地面系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)的專家。雙方合力形成了一支規(guī)模非常大的研發(fā)團隊。在合作過程中，兩國科研人員秉持著高度的專業(yè)性，在友好的氛圍中開展技術(shù)交流與合作，協(xié)力推進SVOM衛(wèi)星研制工作按部就班的進行。

“我參與這個項目已經(jīng)很長時間了，除了前期在衛(wèi)星的設(shè)計環(huán)節(jié)上會因為兩國的技術(shù)理念不同而有一些分歧之外，整體而言我們和法方工程師的默契程度已經(jīng)很高了，目前可以說大家合作起來非常的順暢，特別是在過去的三年多時間里，我們克服了不能面對面溝通交流的障礙，以線上視頻會的形式持續(xù)協(xié)調(diào)討論、推進項目?！敝袊茖W(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院SVOM衛(wèi)星系統(tǒng)總體副主任設(shè)計師陳琨告訴《環(huán)球時報》記者，經(jīng)過多年的磨合和相互了解，雙方在很多分歧上都已經(jīng)達成了一致。目前衛(wèi)星的設(shè)計及制造工作已經(jīng)完成，雙方進入了最后的聯(lián)合總裝、集成及測試環(huán)節(jié)，可以明顯感受到兩國科研人員的專業(yè)和干勁，大家都在為了衛(wèi)星年底能夠順利出廠努力，雙方合作非常順利。

“這段時間最令我印象深刻的，是前段時間我們進行法方正樣載荷的裝配工作，這是一個復(fù)雜的耦合過程，中方人員負責(zé)操作，法方人員協(xié)同確認，兩方人員的深度配合非常重要。在裝配的過程中，中法兩方技術(shù)人員在現(xiàn)場密切溝通，對彼此工作方法和習(xí)慣的了解也進一步提升。大家共同制定出一個聯(lián)合細則，再一步步落實，雙方互相確認，從而確保每一步工作都能夠順利進行，沒有遺漏?！标愮Q。

在SVOM衛(wèi)星法方技術(shù)專家桑尼西德羅·朱利安看來，與中方技術(shù)人員長達十年的合作是一段非常美好的經(jīng)歷，“從衛(wèi)星的設(shè)計、研發(fā)，再到裝配到中國的衛(wèi)星平臺上，我們之間的溝通并沒有特別困難，在這個過程中我們建立了良好的友誼，有著默契的溝通，這個過程并不復(fù)雜。雖然我們之間的確存在過分歧，但總體而言這段中法科研人員的合作歷程是一段非常好的體驗?！敝炖哺嬖V《環(huán)球時報》記者。

中法兩國航天機構(gòu)在SVOM衛(wèi)星項目上的順利合作，也給了未來兩國在航天領(lǐng)域進一步擴大合作提供了無限的可能。陳琨表示，此次中法航天合作主要是面向于空間天文領(lǐng)域的科學(xué)探測，而法方的科研團隊在海洋、大氣探測等領(lǐng)域同樣有非常多的積累，所以也希望繼續(xù)在相關(guān)領(lǐng)域能夠開展更深入地合作，“未來希望在空間天文如引力波高能電磁對應(yīng)體、空間高能x射線源，以及地球科學(xué)觀測領(lǐng)域如大氣海洋觀測，甚至一些系外行星探測的項目上，希望能跟法國團隊有著更深入的合作。”陳琨稱。

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