今年6月，“慧眼”衛星迎來(lái)在軌運行5周年。按照設計，它的壽命只有4年，由于它的運行狀態(tài)一切正常，各項性能依舊良好，所以科學(xué)家們召開(kāi)衛星延壽會(huì )議，決定讓它再干兩年。目前，衛星平臺星載燃料可以滿(mǎn)足多次軌道提升，預期衛星還可以穩定運行數年。
“慧眼”衛星全稱(chēng)是硬X射線(xiàn)調制望遠鏡衛星，是我國的第一顆X射線(xiàn)天文衛星。它運行在550公里的近地圓軌道上，主要用來(lái)觀(guān)測研究黑洞、中子星、伽馬射線(xiàn)暴等。它也是一架來(lái)之不易的太空望遠鏡，從1993年項目提出，到衛星項目立項，再到衛星發(fā)射升空，足足用了24年，凝聚了我國幾代科學(xué)家的智慧和心血。
“慧眼”衛星主要通過(guò)觀(guān)測宇宙中天體輻射的X射線(xiàn)來(lái)實(shí)現科學(xué)目標。X射線(xiàn)本質(zhì)上和可見(jiàn)光一樣都是電磁波，只不過(guò)X射線(xiàn)的波長(cháng)更短，如果用一臺普通的光學(xué)望遠鏡對準X射線(xiàn)天體源，根本無(wú)法獲得X射線(xiàn)的圖像。為了解決這一難題，科學(xué)家們想了很多解決辦法，比如發(fā)明掠射式鏡面，但其制作難度很大。
我國科學(xué)家在算法上另辟蹊徑，提出了直接解調成像法。硬X射線(xiàn)調制望遠鏡就是隨著(zhù)這個(gè)方法的提出應運而生的。20世紀90年代初，中國科學(xué)院高能物理研究所的李惕碚院士和吳枚研究員在不斷探索中找到了一種新的算法，即使無(wú)法實(shí)現聚焦，仍然可以有效地將解調之后的信號還原成圖像，這種方法被稱(chēng)為直接解調技術(shù)，獲得了令人滿(mǎn)意的準確度。李惕碚院士結合掃描探測技術(shù)與這種圖像處理技術(shù)，提出了硬X射線(xiàn)調制望遠鏡的概念，希望這種簡(jiǎn)單成熟的方法能彌補國內技術(shù)上的缺陷，對硬X射線(xiàn)源做成像觀(guān)測，得到“天圖”。
硬X射線(xiàn)調制望遠鏡只是沿用了最初的名字，其實(shí)早已不再局限于硬X射線(xiàn)這一能段，它包含高能X射線(xiàn)望遠鏡、中能X射線(xiàn)望遠鏡和低能X射線(xiàn)望遠鏡，首次實(shí)現了1—250千電子伏特的能區覆蓋，有利于從不同能段來(lái)觀(guān)測和研究X射線(xiàn)天體的輻射機制。衛星首席科學(xué)家張雙南又創(chuàng )造性地添加了觀(guān)測伽馬射線(xiàn)暴的任務(wù)，使衛星的能量覆蓋范圍在原來(lái)的基礎上又擴大了10倍，到3兆電子伏特。
“慧眼”衛星帶著(zhù)獨特的優(yōu)勢上天在軌運行5年，積累了豐富的科學(xué)數據，也產(chǎn)出了一系列的重大科學(xué)成果。比如，“慧眼”衛星確認了快速射電暴起源于磁星爆發(fā)，破解了快速射電暴起源之謎，直接而且可靠地測量到了迄今宇宙最強磁場(chǎng)；“慧眼”衛星發(fā)現了距離黑洞最近的相對論噴流，發(fā)現了黑洞雙星中逃離黑洞強引力場(chǎng)向外高速運動(dòng)的等離子體流（簡(jiǎn)稱(chēng)冕），并首次在黑洞雙星中觀(guān)測到冕的速度演化。
“慧眼”衛星開(kāi)展了X射線(xiàn)脈沖星導航實(shí)驗，監測到了全球首個(gè)雙中子星并合引力波事件，完整探測到了第二十四太陽(yáng)活動(dòng)周最大耀斑的高能輻射過(guò)程，首次清晰觀(guān)測到了黑洞雙星爆發(fā)過(guò)程的全景，它已經(jīng)在引力波伽馬射線(xiàn)暴、快速射電暴、黑洞和中子星等方向都作出了重要的貢獻。劉紅薇
