“愛因斯坦探針”背后的年輕人

國家天文臺EP衛星實驗隊部分成員在西昌衛星發射中心合影。國家天文臺供圖

近日，愛因斯坦探針（EP）衛星任務發布了首批在軌科學探測圖像。包括銀河系中心的觀測圖像、暫現源圖像、蟹狀星云觀測圖像、梅西耶87（M87）橢圓星系觀測圖像等在內的11幅科學圖像展示了宇宙“焰火”。

“我們選擇了一條從未走過的路，注定充滿艱辛和挑戰。所幸的是，有一批充滿理想的年輕人，我非常榮幸能夠跟他們同行，他們是中國空間科學的未來！”“五四”青年節前夕，中國科學院國家天文臺（以下簡稱國家天文臺）研究員、EP衛星首席科學家袁為民在接受《中國科學報》采訪時回首與EP衛星一路走來的歷程時說。

從2011年由袁為民帶領的EP衛星草創團隊的“三劍客”，到2024年衛星發射時70多人的“大家庭”，這支以“80后”“90后”為主的科研團隊從原創概念起步，成功突破一系列關鍵探測技術，將夢想化為現實。

“支棱”在發射場

2024年1月9日，EP衛星成功發射。發射前夕，袁為民的家人也到場助威，可他并沒有時間和精力照顧家人。“袁老師正為他的‘二閨女’操心呢！”團隊里的年輕人開玩笑地說。玩笑歸玩笑，有了榜樣的力量，整個科研團隊都“支棱”了起來。

當時，衛星裝上火箭運到塔架上后就開始下雨。大家的心一下提了起來。他們擔心的是，一旦漏雨，通過充氮氣保護儀器潔凈度的措施將受影響。

為此，團隊立刻實行檢查制度，每2個小時就派人到塔架上檢查是否漏雨。

“目前下著小雨，線纜窗口完好無漏雨，溫度19.94℃、濕度39.52%，滿足要求。”“這個時間雨停了，線纜窗口完好無漏雨，溫度19.69℃、濕度40.56%，滿足要求。”他們在工作微信群里夜以繼日地重復報告著這些細節。

所幸，他們擔心的事沒有發生，精心呵護的儀器最終成功在軌運行。

發射前半小時，一個看似小但足以決定成敗的動作必須完成——取下寬視場X射線望遠鏡（WXT）的保護蓋。同樣出于保護目的，望遠鏡是連同保護蓋一起放進衛星整流罩中的，只能通過整流罩的一個小窗口取下來。

馬嘯浩和陳異凡兩位膽大心細的年輕人，用類似“釣魚”的方式，把保護蓋取了下來。“完成這項工作要冒著極大的危險，火箭已經加注燃料，要盡快完成、盡快撤離。”袁為民被年輕人的勇氣和擔當打動。

袁為民在“戰前動員”中再次介紹了團隊都很熟悉的EP衛星標識。2023年7月，國家天文臺成立“EP星海先鋒科技攻關突擊隊”，紅色隊旗上深藍色的EP衛星標識格外顯眼。在西昌衛星發射場，這面隊旗一直陪伴他們戰斗。

標識上的諸多中國元素深深激勵著團隊成員。“致敬中華文明對世界天文學的重要貢獻，也把搶占科技制高點的使命牢記在心！”袁為民說。

為核心載荷“填縫”

WXT是EP衛星的核心載荷之一。國家天文臺研究員、EP衛星載荷WXT負責人張臣介紹，這一載荷源于13年前的一個初步設想。2011年，他基于“龍蝦眼”仿生微孔陣列X射線聚焦成像原理，為“中國空間站X射線全天監視器（XASM）”畫了一個草圖。

“太爛了！”如今他再看到這張草圖時說。

不過，EP衛星之夢正是始于這張圖。2012年，EP衛星項目提出；2015年通過遴選成為中國科學院先導重點支持項目之一；2017年工程立項。2023年衛星出廠，重量、尺寸都幾乎翻倍。

中國科學院高能物理研究所研究員、EP衛星載荷后隨X射線望遠鏡（FXT）負責人陳勇親歷了FXT的超額“大改造”。2016年底，他第一次參加EP衛星任務需求分析會。“當時的設想是只有一個FXT，做出來之后變成了兩個，各種指標都遠超預期。”他回憶道。

經過多輪攻關，完全國產化的“龍蝦眼”望遠鏡研制成功，觀測靈敏度和空間分辨率相比同類型設備提升10倍以上。2024年2月3日，“龍蝦眼”成功開機，首次實現在空間項目中大規模應用龍蝦眼光學技術；2月19日，首次在天文學家電報上對全球發布警報“暫現源”。

被稱為“風行天”的FXT像風一樣在天上來去迅捷。2024年2月28日，FXT觀測到蟹狀星云。

實際上，團隊能夠取得這些成績，離不開那些“接地氣”的點滴努力。張臣負責裝配“龍蝦眼”時，鏡片和架子之間有一條很小的縫，需要用特殊的封裝膠手工填上。

“那段時間他每天都趴在工位上默默‘填縫’。”國家天文臺研究員、EP衛星科學應用系統總師劉元回憶。

“像海和浪花一朵”

自2024年2月下旬載荷完全開機以來，EP衛星已探測到新的暫現源17例、恒星耀發168例，引導國際上多個望遠鏡開展了后隨觀測。

國家天文臺EP衛星科學中心助理研究員孫惠告訴《中國科學報》，3月15日，EP衛星探測到一個X射線源后，引起全球天文學家關注，他們用最快的速度組織了6場全球討論會。

“時間窗口太難約了！最后我們不得不約在北京時間晚上9點開會，美國是早上6點，歐洲則是中午，導致我們中國科學家經常討論到半夜。”孫惠表示。

劉元介紹，2024年4月到6月，科研團隊將完成所有WXT和FXT的標定觀測。后續，6月到12月期間繼續在軌測試，之后轉入在軌科學運行階段。

“人生難得有機會做這種極具挑戰性的科學項目。”國家天文臺EP衛星科學中心博士后劉禾陽深感榮幸。2020年，原本沒有打算到北京工作的劉禾陽接到導師袁為民的邀請電話后，毫不猶豫地加入了團隊。

袁為民安排他擔任“項目經理”，任務是完成2022年由中國科學院力學研究所抓總研制的“力箭一號”火箭發射的“龍蝦眼X射線成像儀”（LEIA）試驗。

“我以前是做理論研究的，做工程沒有太多經驗。”于是，劉禾陽一邊學習，一邊克服“社恐”，最終實現了與EP衛星一起成長。“正如《我和我的祖國》這首歌里唱的那樣，我和我們的EP衛星就像海和浪花一朵，既分擔它給我們的憂愁，也分享它帶來的快樂！”