看见宇宙“焰火”

“爱因斯坦探针”背后的年轻人

近日，爱因斯坦探针（EP）卫星任务发布了首批在轨科学探测图像。包括银河系中心的观测图像、暂现源图像、蟹状星云观测图像、梅西耶87（M87）椭圆星系观测图像等在内的11幅科学图像展示了宇宙“焰火”。

“我们选择一条从来没有走过的路，注定充满了艰辛和挑战。所幸的是，我们有一批充满理想的年轻人，我非常荣幸能够跟他们一起共勉，他们是中国空间科学的未来！”今年“五四”青年节前夕，中国科学院国家天文台（以下简称国家天文台）研究员、EP卫星首席科学家袁为民向《中国科学报》回首与EP卫星一路走来的历程。

从2011年由袁为民带领的EP卫星草创团队开始的“三剑客”到2024年卫星发射时70多人的“大家庭”，这支以“80后”“90后”为主的科研团队从原创概念起步，成功突破一系列关键探测技术，终将梦想化为现实。

“支棱”在发射场

2024年1月9日，EP卫星成功发射。发射前夕，袁为民的家人也到场助威，可他并没有时间和精力照顾家人。“袁老师正为他的‘二闺女’操心呢！”团队里的年轻人开玩笑说。玩笑归玩笑，有了榜样的力量，科研团队整个都“支棱”了起来。

国家天文台EP卫星实验队部分成员在西昌卫星发射中心合影。国家天文台供图

当时，卫星装上火箭运到塔架上后就开始下雨。大家的心一下就提了起来。他们担心的是，一旦漏雨，通过充氮气来保护仪器洁净度的措施将受影响。

为此，团队立刻形成检查制度，每2个小时、24小时不间断地派人到塔架上检查漏雨。

“目前下着小雨，线缆窗口完好无漏雨，温度19.94摄氏度，湿度39.52%，满足要求。”“这个时间雨停了，线缆窗口完好无漏雨，温度19.69摄氏度，湿度40.56%，满足要求。”他们在工作微信群里夜以继日、废寝忘食地重复报告着这些细节。

所幸，他们担心的事没有发生，精心呵护下的仪器最终成功在轨运行。

发射前半小时，一个看似事小、但足以决定成败的动作必须完成，即取下宽视场X射线望远镜（WXT）的保护盖。同样出于保护的目的，望远镜是连同保护盖一起放进卫星整流罩中，只有通过整流罩的一个小窗口去取下来。

马啸浩和陈异凡两位胆大心细的年轻人，用类似“钓鱼”的方式，把保护盖取了下来。“这项工作冒着极大危险，火箭已经加入燃料，要尽快完成、尽快撤离。”袁为民也被年轻人们的勇气和担当打动。

袁为民在“战前动员”中再次介绍了团队都很熟悉的EP卫星标识（logo）。早在2023年7月，国家天文台成立“EP星海先锋科技攻关突击队”，红色队旗上深蓝色的Logo格外显眼。在西昌卫星发射场，这面队旗陪伴他们战斗。

标识上的诸多中国元素深深激励着团队成员。“致敬中华文明对世界天文学的重要贡献，也把抢占科技制高点的使命牢记在心！”袁为民说。

袁为民在EP卫星发射前做“战前动员”。国家天文台供图

为核心载荷“填缝”

WXT是EP卫星的核心载荷之一。国家天文台研究员、EP卫星载荷WXT负责人张臣介绍，这一载荷源于13年前的一个初步设想。2011年，他基于“龙虾眼”仿生微孔阵列X射线聚焦成像原理，为“中国空间站X射线全天监视器（XASM）”画了一个草图。

“太烂了！”如今他再看到这张草图时说。

不过，EP卫星之梦正是始于这张图。2012年，EP卫星项目提出；2015年通过遴选成为中国科学院先导重点支持项目之一；2017年工程立项；2023年卫星出厂，重量、尺寸都几乎翻了倍。

中国科学院高能物理研究所研究员、EP卫星载荷后随X射线望远镜（FXT）负责人陈勇亲历了FXT的超额“大改造”。2016年底，他第一次参加EP卫星任务需求分析会。“当时的设想是只有一个FXT，做出来之后变成了两个，各种指标都远超预期。”他回忆。

科研人员与FXT。国家天文台供图

经过多轮攻关，完全国产化的“龙虾眼”望远镜研制成功，观测灵敏度和空间分辨率相比同类型设备提升10倍以上。今年2月3日，“龙虾眼”成功开机，首次实现在空间项目中大规模应用龙虾眼光学技术；2月19日，首次在天文学家电报上对全球发布警报“暂现源”。

被称为“风行天”的FXT像风一样在天上来去迅捷。今年2月28日，FXT观测到蟹状星云，致敬中国宋代天文学家于1054年观测“天关客星”。

实际上，团队能够取得这些成绩，离不开那些“接地气”的点滴努力。张臣负责装配“龙虾眼”时，镜片和架子之间会有一个很小的缝，需要手工用特殊的封装胶填上。

“那段时间他每天都趴在工位上默默‘填缝’。”国家天文台研究员、EP卫星科学应用系统总师刘元回忆。

像海和浪花一朵

自今年2月下旬载荷完全开机以来，EP卫星已探测到新的暂现源17例、恒星耀发168例，引导国际上多个望远镜开展了后随观测。

国家天文台助理研究员、EP卫星科学中心科学家孙惠告诉《中国科学报》，3月15日，EP卫星探测到一个X射线源后，引起全球天文学家关注，他们用最快的速度组织了6场全球讨论会。

“时间窗口太难约了！最后我们不得不约在北京时间晚上9点开会，美国是在早晨6点，欧洲是中午，导致我们中国科学家经常讨论到半夜。”孙惠表示。

刘元介绍，今年4月到6月，科研团队将完成所有WXT和FXT标定观测。后续，6月到12月期间继续在轨测试，之后再转入在轨科学运行阶段。

“人生难得能有机会，去做这样极具挑战的科学项目。”国家天文台博士后、EP科学中心科学家刘禾阳深感荣幸。2020年，原本没有打算到北京工作的刘禾阳接到导师袁为民的邀请电话后，毫不犹豫加入团队。

袁为民安排他担任“项目经理”，任务是完成2022年由国科学院力学研究所抓总研制的“力箭一号”火箭发射的“龙虾眼X射线成像仪”（LEIA）试验。

“我以前是做理论的，做工程也没有太多经验。”他一边学习、一边克服“社恐”，最终实现了与EP卫星一起成长，“正如《我和我的祖国》这首歌里唱的那样，我和我们的EP卫星就像海和浪花，既分担它给我们的忧愁，也分享它带来的快乐！”