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特写:“慧眼”这么牛,原来幕后英雄这么多—

发布时间:2017-12-03 阅读:

  特点:“护目镜”如此牛,原来的英雄背后有那么多 - 新闻 - 科学网

  眼全名硬X射线调制望远镜(简称HXMT)卫星,重约2.5吨,其中科学仪器可达981公斤。它携带有高,中,低三种能量的望远镜,首次实现了1-250keV能量范围的全覆盖,有利于更全面地研究黑洞,中子星神秘的天体辐射机制。

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  在三台望远镜的背后,中科院高能物理研究所三个研究小组坚持不懈地努力。他们在自主研发的有效载荷方面遇到并克服了一个又一个的难题。没有各种技术队伍的努力,这颗卫星不可能成功!卢方军说。

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  对于自主研发,卢方军一直持积极态度:从简单完成任务的角度来看,自主研发的选择并不一定是最有效的。从头开始会带来许多意想不到的困难。但从长远的学术发展来看,这是非常有价值的。

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  首先提出这个卫星项目的中国科学院院士李天一认为,通过这个引人注目的项目成长起来的研究和科研小组取得的出色成绩,以及他们在国产太空探测方面的国产化,中国在高能天体物理学领域的首要追赶者是宝贵的基础。

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  高能量团队:彻底放弃对进口幻想的依赖

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  2011年,刘从占从清华大学转到中国科学院高能研究所负责HXMT卫星高能望远镜的研制工作,是他面前的艰难选择。

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  高能望远镜的探测器先前已经完成了进口合同,但在中国被商务部停止运往中国之前。

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  作为高能望远镜的首席设计师,刘从占必须放弃依靠进口的幻想,尽快找到新的出路。面对困难,刘聪展览充满了矛盾之心:高能望远镜是核心负载,无力做,卫星不在天上?

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  经过半年的艰苦奋斗,刘聪最终确定了解决探测器整体性能的路径定位,使其符合卫星设计要求。

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  这是一个困难而复杂的过程。研究人员花费了大量的精力来改进包装工艺,共进行了29轮试制,取得了30多个样品,中间又反复走了不少弯路。

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  曲折的发展经验和刘聪展会的制造商有点相似的道路。外国制造商协会位于廊坊农村,地理位置非常偏僻,连导航往往是错误的路线,刘聪展会记得多少次迷路。北方的许多农村公路,村庄和村庄都比较密集,看起来很像,这次是对的,下次你走了,找不到出路。

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  让LiuCont迷失在北方农村的路上

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  在去工厂看第十个样品的时候,刘聪的车几乎被困在洪水泛滥的乡间小路上,我感觉不好,所以样品真的很差,刘聪展示了笑容,承认这样的一个环节没有飞行,但是经历了这么多的磨难,他变得非常敏感,当时我们可以想到所有的招聘使用,无论是身体的规范,机械的表现都不是很好,两人总是自相矛盾。

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  当样品最终通过实验时,刘从占心里深吸一口气:幸好自主决定是正确的。合作是双赢的,协会也受益于国外厂商。我们也非常满意他们的一整套设计方法的教学,如何进行定向计算以及如何提高荧光收集的效率。刘聪展说。

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  能不能团队:泼一点吐星不行

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  ME研究团队合影(中科院高能所)

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  在他的研究生学习期间,曹雪蕾参与了“一至三”电子X射线谱仪的不断发展。他在2006年负责HXMT卫星望远镜的设计时,充满了以月球探测技术为基础自行研制的信心。

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  据他介绍,目前共有三组望远镜,探测器总面积达到952平方厘米。如果从国外订购这么多的探测器,价格将是一个天文数字。然而,望远镜队-PIN探测器的试验在实验室测试结果上已经非常好,其性能达到了国际先进水平。

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  然而,自行研制的探测器一走出实验室的象牙塔,就面临着一系列苛刻的航空航天筛选测试。

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  中能是三台望远镜中最难开发的,这样的开发团队就够了。卢方军评论说。

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  探测器性能优劣的一个重要指标是暗电流。暗电流会产生噪音,所以越小越好。在实验室里,CNE望远镜队已经把探测器的暗电流降到了PN幅值;然而,在封装测试过程中,暗电流往往会上升到纳安级。微安级已经非常小,纳米尺寸更小。对于工业部门来说,要实现PN幅度是非常困难的。

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  一方面,对环境清洁的要求已经接近苛刻。任何轻微的污染如哈哈和飞溅都可能导致暗电流飙升,造成探测器的破坏。另一方面,不要掌握检测仪密封技术,随时都可能出现污染。

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  可以在队伍中完全武装,可以靠近仪器部件。

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  据吕方军介绍,外来探测器被用来削弱X射线铍板密封的吸收,但铍蒸气剧毒,按照有关法律法规,不能密封在探测器包装上,电气和测试过程很容易造成污染。

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  在这个过程中,大量的探测器被破坏。我们制造了18,000个裸片,筛选了4500多片,在工业领域获得了2200多片。只有约40%被封装和筛选。最后,我们共生产了880个探测器,并安装了400多颗卫星。曹雪蕾说。

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  回顾面对困难的情况,曹雪蕾说自己睡不着,腿上像是满脑子一样,却从来没有想过要放弃,而是用尽一切手段来解决问题。

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  低能量的团队:用发刷扫过去

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  LE探测器底盘组件(致谢中国科学院)

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  2005年,负责低能望远镜设计的研究员陈勇赴英国的卢瑟福实验室看到了许多婴儿,包括准直器,SCD检测器和遮光膜。因为在国内从来没有见过,他看起来眼花缭乱,也看不出来。

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  无法想象的准直器可以做得如此精致,遮光膜可以做得这么薄。陈勇回忆说。准直仪是探测器的组成部分,可以用来限制X射线的入射方向,以确定天体的方位。遮光膜可以过滤可见光和紫外线,让X射线透过。

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  巨大的差距并没有让陈勇气馁,反而激发了他的斗志。陈勇率领团队经过不断的研究和摸索,只研制出了几百纳米的薄型遮光膜和鲁特夫实验室作为紧凑的准直器。

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  2012年,低能望远镜队遭遇重大挫折。在卫星联合调试测试中放置两套原型,突然出现了很多问题。那段时间,每天加班加点,晚上两三点回家,老问题解决不了。崔伟伟低能望远镜副主任回忆。

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  陈勇指出,这主要是一个软件问题。在两套原型中有64个原型。链接数量不止一个。程序中还有一条自由行,有一段是移动的,看是否没有问题,但实际上是不可能的。要解决这些问题需要极大的耐心和严谨,崔维伟对于每个版本的原型都做了详细的记录,笔记本里面装满了十几个。

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  终于设法渡过了这场危机,2014年低能耗望远镜队又一次经历了零负荷。故障重置系统是中国太空系统多年的实践,是只要你发现一点故障,不管大小,你必须从头开始压低一切。

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  陈勇说:做真空测试时,有一半的底盘探测器是不可能的。我们是一个董事会来调查,分析分析,这可能是一个探测器的两个电极之间的东西,以减少由短路引起的东西。我们把探测器放下,用显微镜放大了200倍,终于发现有一个几十微米的东西。

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  这甚至用肉眼看不到异物,怎么去除呢?所以,我们买了一把刷子,只剪了一根头发,只用一把发刷就把它扫掉了。勇说。

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  只有一个发刷。

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  卢方军指出,事实上,许多幕后的视力,其中包括许雨鹏有效载荷副总设计师,张帆总负荷调度,张成模全面质量师,系统设计师张彤等的主要结构人。

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  能够和这么多好同事一起工作,渡过难关,这是我一生中最愉快的事情之一。卢方军说。 (制图:图片由新华社贺蒙提供

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