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eXTP空间天文台:或为中国有史以来最大的国际科

2018-07-11 20:25编辑:xh1997.com人气:


eXTP搭载了四个高性能探测载荷,主要探测中、低能X射线,而“慧眼”卫星搭载了高、中、低能X射线望远镜,主要探测高、中、低能X射线并对伽马射线暴进行监测。相较而言,eXTP的观测能区不如“慧眼”卫星那么宽,这是因为各自的科学目标不同所决定的。就探测性能来说,eXTP明显优于“慧眼”卫星,其上偏振测量和聚焦望远镜是“慧眼”上完全没有的功能,并且eXTP在软X射线能段的探测性能高出“慧眼”100多倍。二者都能观测黑洞、中子星,但是eXTP可以观测得更加全面细致。

▋eXTP和国际上同级别天文台有何不同

美国NASA的Chandra,欧空局的XMM-Newton,欧空局研制中的Athena(雅典娜)这三个都是国际上最为先进的大型X射线天文台,那它们究竟各有何特色呢?

从上表可以看出,eXTP,Chandra,XMM-Newton,Athena这四个世界上最先进的旗舰级天文台项目,科学目标互补,且各有特色。Chandra和XMM-Newton已经在轨运行近20年,eXTP和Athena是研制中的下一代空间天文台,较现有在轨卫星,主要科学能力均有显著提升。eXTP和Athena相比,前者侧重X射线的时变和偏振的测量,主要研究极端物理条件下的基本物理规律;后者侧重能谱测量,主要研究超大质量黑洞以及宇宙演化。eXTP和Athena卫星的发射运行将开启X射线天文学研究的新纪元。

▋项目背景

上个世纪60年代,天文学家开始通过探空火箭和高空气球对天体进行的X射线天文观测;70年代,美国发射第一颗X射线天文卫星UHURU,标志着X射线天文学的正式诞生。经过半个世纪的发展,这一学科已经成为认识极端宇宙的主要途径之一。

国际X射线天文的发展有“看得更远和更清”和“看得更精和更准”两个方向。前者主要是通过提高望远镜的空间分辨率和灵敏度,扩大认识宇宙的范围,认识宇宙的组成、大尺度结构和演化;而后者的实现主要是通过加大有效探测面积和高性能焦平面探测器,以便得到更短时标的时空结构和更多物理量的精确测量。

从1977年开始,通过高空气球载硬X射线观测、载人航天工程空间天文实验,特别是慧眼(HXMT)卫星的研制和运行,中国的X射线天文学取得了长足的进步,在科学研究、硬件技术和人员队伍等方面打下了坚实的基础,在国际上占有了重要的一席之地。

2009-2011年,XTP获得中国科学院创新方向性项目“空间科学预先研究项目”的支持,进行科学目标的初步分析和载荷关键技术攻关,确定了基本的载荷配置方案。2012-2016年,XTP背景型号获得空间科学先导专项一期支持,在预先研究的基础上结合载荷关键技术攻关,科学目标研究和物理分析模拟分析、卫星总体方案研究的情况,确定最终的有效载荷和卫星方案,完成卫星可行性论证。为XTP在“十三五”进入卫星工程研制奠定基础。

在背景型号研究过程当中,XTP团队主动寻求与国际科学家的仪器团队的合作。经过3年多的沟通和讨论,由于欧洲航天局(ESA)Cosmic Vision计划M3阶段候选项目之一欧洲原大型X射线时变天文台(Large Observatory For X-rayTiming, 简称LOFT)卫星的科学目标和XTP基本一致,但是技术路线完全互补, pk10开奖,因此2014年其团队集体加入了XTP项目,并计划贡献大面积X射线准直型望远镜和广角监视器,形成了增强型XTP概念(enhanced X-ray Timing and Polarimetry mission),即eXTP。

▋eXTP重要时间节点和未来计划

2009年11月,XTP预先研究课题开题;

2012年5月,XTP预先研究课题顺利结题;

2012年10月,XTP背景型号研究课题顺利开题;

2016年5月30日, XTP背景型号研究课题顺利通过结题验收;

2017年12月18日, eXTP “深化”背景型号研究获批入选空间科学先导二期背景型号第一批课题,为期一年;

2018年3月1日,eXT“深化”背景型号研究课题通过开题评审;

2018年3月2日, eXTP“深化”背景型号课题启动会在国家空间科学中心召开;

2018年7月4日,宣布空间科学先导二期包括eXTP“重大”背景型号预算;

2018年底:eXTP“深化”背景型号研究结题, pk10开奖,完成Phase A+;

2019年初-2019年底:开始eXTP“重大”背景型号,完成eXTP Phase B(方案阶段);

2020年初-2020年底:完成eXTP Phase C1 (初样第一阶段),完成eXTP“重大”背景型号;

2021年初-2022年中:完成eXTP Phase C2 (初样第二阶段);

2022年中-2024年底:完成eXTP Phase D (飞行正样阶段);

2025年初-2025年中:测试发射;

2025年中-2025年底:在轨测试和标定;

2026年初-2030年底:科学运行;

2031年初-2035年底:科学运行延寿。

(来源:世界之最网)

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