特写：“慧眼”这么牛，原来幕后英雄这么多

新华社北京6月17日电(记者全晓舒、于飞曲婷)当中国第一颗X射线天文卫星“天眼”成功进入预定轨道时，整个研究团队在过去十年中经历的挫折就像电影剪辑一样闪现在卫星有效载荷总设计师鲁方军的脑海中。

“眼睛”是一颗硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星，重约2.5吨，其中981公斤是科学仪器。它携带高、中、低三种能量的望远镜，首次实现了1250千电子伏能量区域的全覆盖，有利于更全面地研究黑洞、中子星等神秘天体的辐射机制。

在这三架望远镜的背后，是中国科学院高能物理研究所的三个研究小组的坚持不懈和辛勤工作，他们在有效载荷的独立开发中遇到并克服了一个又一个难题。"没有各种技术团队的努力，这颗卫星是不会成功的！"鲁方军说。

鲁方军一直对独立研究持积极态度:“从简单完成任务的角度来看，选择独立研究不一定是最有效的，因为‘从零开始’会带来许多意想不到的困难；但从长期学科发展的角度来看，这是非常有价值的。”

中国科学院院士李体北首先提出了这颗卫星的构想，他认为，通过“智慧之眼”项目发展起来的科研团队及其在空间探测器国产化方面取得的卓越成就，将成为中国在高能天体物理领域赶超世界领先水平的宝贵基础。

高能团队:彻底放弃依赖进口的幻想

2011年，刘从战从清华大学转到中国科学院高能研究所，接手HXMT卫星高能望远镜的研发工作。他面临一个艰难的选择。

高能望远镜的一个探测器此前已经完成了进口合同的签署，但在运往中国之前被中国商务部阻止。

作为高能望远镜的总设计师，刘从展必须放弃依赖进口的幻想，尽快找到新的出路。面对困难，刘从战的心里充满了矛盾:“高能望远镜是核心负载，万一它不能制造出来，这颗卫星还不会上天吗？”

经过不到半年的努力，刘从战终于确定了定位的路径，解决了探测器的整体性能问题，使其达到了卫星的设计要求。

这是一个困难而复杂的过程。研究人员花费了大量精力来改进包装过程。共进行了29轮试生产和30多个样品。中间走了很多弯路。

曲折的发展历程与刘从展的外包工厂之旅有些相似。外包工厂位于廊坊的农村地区，地理位置非常偏远。就连导航也经常指向错误的路线。刘从战不记得他迷路多少次了。“在北方农村有许多岔路口，村庄相对密集。他们看起来都一样。这一次我走对了，我再也找不到路了。”

失去刘从战的北国路

刘从展去工厂检查第十个样品时，他的车差点卡在被水淹没的乡村公路上。"我有一种不好的感觉，觉得样品真的很差。"刘从战笑着承认这种联系不可靠，但在多次失败后，他变得非常敏感。“当时，我们使用了所有可以想象的战术。要么物理指标不好，要么力学性能不好。这两者总是矛盾的。”

当样品最终通过实验时，刘从展松了一口气:幸运的是，独立做出的决定是正确的。合作是双赢的，外包制造商也受益匪浅。“我们已经教会了他们一整套设计方法，如何通过计算进行定向尝试，以及如何提高荧光的收集效率。他们对此也非常满意。”刘从战说道。

中能队:一点唾沫都没有

微机电研究团队工作照片(中国科学院高能研究所提供)

在研究生学习期间，曹一直参与研制从嫦娥一号到嫦娥三号的X射线光谱仪。当他在2006年开始负责HXMT卫星望远镜的设计时，他对在月球探测技术的基础上独立开发充满信心。

根据他的介绍，“眼睛”上有三组中能望远镜外壳，总探测面积为952平方厘米。如果从国外订购这么多探测器，价格将是一个天文数字。中国能源望远镜团队自主研发的硅PIN探测器在实验室取得了很好的测试结果，其性能达到了国际先进水平。

然而，一旦独立开发的探测器离开实验室的象牙塔，它将面临一系列严格的太空筛选测试。

"在三架望远镜中，中能望远镜是最难开发的，这让研究团队吃了不少苦头."鲁方军说。

暗电流是衡量探测器性能的重要指标。暗电流会产生噪音，所以越小越好。在实验室里，中能望远镜小组已经将探测器的暗电流降低到了PN量级。然而，在封装和测试过程中，暗电流通常会上升到纳安级。“微安级已经非常小，而纳安级甚至更小。对工业部门来说，很难达到生产总值的水平。”

一方面，对环境清洁度的要求已经达到了近乎苛刻的水平。任何微小的污染，如呼吸和唾液，都可能导致暗电流飙升并破坏探测器。另一方面，中国仍然没有掌握探测器的密封技术，随时都可能发生污染。

中能团队已经完全“武装”接近仪器组件。

据鲁方军说，外国探测器是用吸收x光能力弱的铍片密封的。然而，铍蒸气毒性很大，受相关法律法规的限制。因此，探测器不能密封。在电气安装和测试过程中很容易造成污染。

在这个过程中，大量的探测器发生了故障。“我们制作了18，000个裸芯片，其中超过4，500个通过了筛选，超过2，200个被带到了工业部。在包装和筛选过程中，只有约40%通过。最后，我们生产了880个探测器，并在卫星上安装了400多个。”曹对说:

回顾当时困难重重的情景，曹说自己睡不着，腿里灌满了铅，“但他从来没有放弃过，而是想尽一切办法来解决问题。”

低能团队:用毛茸茸的刷子来清除故障

LE探测器底盘装配图(中国科学院高能研究所提供)

2005年，负责低能量望远镜设计的研究员陈勇前往英国卢瑟福实验室进行研究，看到了许多珍品，包括准直器、SCD探测器和遮光膜。因为他从未在中国见过它，他感到眼花缭乱和困惑。

“我无法想象准直器能做得如此精致，遮光膜能做得如此薄。”陈勇回忆道。准直器是探测器的一个组成部分，可以用来限制X射线的入射方向，以确定天体的方向。遮光膜可以过滤可见光和紫外光，只允许x光通过。

巨大的差距并没有挫伤陈勇的积极性，反而激发了他的斗志。陈勇带领团队通过不断的思考和反复的实验，研制出一种只有几百纳米薄的遮光膜和一种像卢瑟福实验室一样精巧的准直器。

2012年，低能望远镜小组遭遇了重大挫折。“把两套样机放在卫星上进行联合调整试验，突然出现了很多问题。在那段时间里，我每天都加班，直到夜里两三点钟才回家，但问题还是没有解决。”低能望远镜的副主任设计师崔薇薇回忆道。

陈勇指出，这主要是一个软件问题。这两个原型总共有64个探测器。探测器的数量不止一个。程序中有一个空行。移动段落。似乎没有问题，但事实上没有。解决这些问题需要极大的耐心和严谨。崔薇薇对每一个原型版本都做了详细的记录，笔记本上有十几份。

好不容易熬过这场危机，低能望远镜小组在2014年又经历了一次“零”。故障调零系统是中国航天系统的长期实践。这意味着，如果发现任何错误，无论大小，一切都必须推倒重来。

陈勇说:“在真空测试中，有一半的检测器有问题。我们将一个接一个地检查并分析它。我们认为某个探测器的两个电极之间掉下的东西可能导致了短路。我们把这个探测器拿下来，用显微镜放大了200倍，最后我们发现它有几十微米大。”

“这种肉眼连看不见的异物，如何清除？所以，我们买了一支毛笔，把它剪成一根头发，然后用这支只有一根头发的毛笔把它扫走。”陈勇说道。

只有一根头发的刷子。

指出，事实上，“智慧之眼”的幕后英雄很多，包括有效载荷副总设计师徐，有效载荷总调度员，总质量工程师张，主要结构子系统总设计师。

“能和这么多优秀的同事一起工作，一起度过难关，这是我一生中最愉快的事情之一。”鲁方军说。(图:这幅画是新华社记者何梦手绘的)

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