一生何所换？中国高能天体物理学家的光荣和梦想

新华社北京6月19日电(记者曲婷、全晓舒、于飞)这是中国空间科学的一个“辉煌时刻”:硬X射线调制望远镜(HXMT)被牢牢地放置在太空中，并将对银河系进行一次勘测，以探索宇宙中最先进、最受欢迎的秘密:黑洞、脉冲星、伽玛暴...

这也是一群高能天体物理学家梦想成真的时刻:作为中国空间科学试点项目中最昂贵、最重、最科学的仪器卫星，HXMT将改变空间高能天文学研究对外国卫星观测数据的长期依赖。

《科学》杂志的记者曾经问过张双南，HXMT的首席科学家，他为什么选择在那一年回到中国。他回答说:“我感到非常不舒服，因为我看不到外国教科书中中国科学家的贡献。我想改变这种状况。”

这句话几乎是过去100年中国三代天体物理学家的“标准答案”。正是他们的智慧、青春甚至生命培育的“沃土”让从西方学术中获得的“科学种子”萌芽和成长:根在追逐物质世界中最小的粒子，而分支指向在光年范围内对宇宙的大规模观察。

星星和大海一路前行，参天大树正等着长大。

“我们有贺！”

他是惠泽

HXMT卫星被命名为“智慧之眼”，它不仅象征着中国在太空中的“独一无二的眼睛”，而且纪念已故中国核物理学家何院士。

在HXMT项目面临困难的情况下，2009年5月和8月，贺两次致函国家*，要求重视HXMT项目，“使我国能够抓住利用方式的原始创新，在新的领域取得突破”

最初，在20世纪70年代和80年代发射的X射线空间望远镜通常采用昂贵而复杂的编码成像方法。这种方法不仅花费了大量的金钱，而且还需要生产一面接近工业水平极限的镜子，而这在当时中国是做不到的。

在这种情况下，年轻的物理学家李体北和吴梅在20世纪90年代初提出了一种被称为“直接解调”的成像方法。利用简单的准直探测器扫描数据，可以进行高分辨率成像，并在此基础上提出了HXMT的思想。

然而，在新方法提出之初，因为它“太神奇”，甚至被怀疑为“欺诈”。经过近十年的理论、实验和数据分析工作，“直接解调”法逐渐被国内外学者所接受。

然而，几乎立刻给予了他全力的支持。78岁的中国科学院院士、清华大学天体物理中心主任李体北被这一事件深深打动。他说，支持一个全新的研究领域，就是冒着“丢面子”的风险，为像何这样成绩斐然的科学家出头。

何是物理学中的“怪女孩”，中国科学院第一位女院士。她和“两颗炸弹，一颗星”的创始人钱三强是中国现代科学界享誉世界的一对夫妇。

1973年，中国科学院高能物理研究所成立后，任副所长。1978年，该研究所的一些年轻人提议进行空间天文观测。何一听，兴趣盎然，认为这是一个全新的科学“生长点”。

20世纪80年代，这些年轻的物理学家使用高空气球携带太空硬X射线探测器进行观察。他的学生和江记得，每次分发气球，通常是在七月和八月，而且天气很热。不过，何在的每场比赛都会举行几个小时半来表示支持。

她非常重视学术思想的创新。李体北回忆道:“当‘直接解调’成像法取得初步成果时，何惠泽先生和钱三强先生来到实验室了解相关情况，给予了我们热烈的鼓励。”

年轻时，何立志于“寻找一条默默救国的道路”。当她的名气上升时，她毅然回到了完全废弃的新中国。当她成为一名教师时，在科学探索的每一个“关键时刻”，李提贝都说:“我们有何惠泽！”

"第一颗卫星，我们将尽力自己做."

自1993年HXMT卫星的想法被提出并于2011年获得正式批准以来，已经过去了18年。“基于扫描观测和‘直接解调’成像方法的大天空区域和高灵敏度成像技术的优势仍然存在！”李提贝利用一切机会和渠道到处解释和呼吁。

他的学生兼HXMT卫星有效载荷的首席设计师鲁方军看到“这位老师在他这个年纪还在担心这件事”，也中断了他在美国的博士后研究，选择正式加入HXMT项目。

鲁方军

同样，当李提贝表示希望张双南能帮助他开发这颗卫星时，已经在美国宇航局工作并成为“新的学术明星”的张双南高兴地返回了家。

作为一颗复杂的空间科学卫星，HXMT的每一步发展都经历了许多困难:探测器经常被污染，电子系统出现故障……这些问题的原因往往很微妙，需要数月甚至半年多的时间来调查和解决。

许多这些问题是由独立的研究和开发引起的。作为本土化的积极倡导者，鲁方军坦率地承认，自主研发不是一条捷径，尤其是在国家产业水平还比较粗放的情况下，“从零开始”，会遇到许多意想不到的困难。但从学科发展和实验室建设的角度来看，这是非常有价值的。

例如，在卫星准备在空中安装的“正常”阶段，有一个主要的“危险情况”:在恶劣的空间环境筛选测试中，卫星上的高压模块可能由于反复的热膨胀和冷收缩而导致焊点“疲劳”开裂，从而导致功能损坏。怎么做？甚至生产模块的意大利制造商也不知道。

看到一个细节会导致长时间的延迟，不理解的声音会随之而来。“我非常焦虑！”回忆道，但HXMT卫星有效载荷副总设计师徐却“非常冷静”，发现了各种研究数据。最后，他试图将高压模块上的一些“硬连接”变成“软连接”，最终解决了这个问题。

“第一颗卫星，我们应该尽力自己做，先熟悉常规，然后考虑未来卫星的国际合作。否则，我们一开始就合作，我们无法判断别人说什么。”鲁方军说。

"这颗卫星是你一生中值得回顾的一座山."

从起草项目建议书到组织实施任务，鲁方军“日夜思索，常常彻夜难眠”。结果，持续的疲劳和“巨大的压力”使他两次患上荨麻疹。天热时他就生病了，不得不吃药来控制它。当压力最大的时候，鲁方军“背着相机在山里走来走去”，用摄影来放松自己的身心。

在他的办公室里，大约400年前爆发的一颗恒星留下的残骸被印成两张彩色照片，静静地贴在桌子的顶部，仿佛在提醒主人不要忘记宇宙深处的花朵。

HXMT卫星中能望远镜组自主研发的硅PIN探测器性能达到国际先进水平。

在接手HXMT项目之前，鲁方军一直在研究超新星遗迹。当他在美国的博士后研究被中断时，一些科学家同事建议他不要制造硬件，并警告他长时间的仪器开发会延迟科学产出。

事实上，在HXMT繁忙的日子里，鲁方军没有时间去关注最初的研究课题，而只是点点滴滴地发表了几篇论文。

HXMT将在未来几天发挥作用，但也取决于一项重要的“校准”工作。什么是“校准”？低能和中能X射线校准装置的设计者陈裕鹏主任做了一个类比，这就像为探测器的各种性能提供一把“尺子”，以便全球科学家能够根据它“校正”观测数据并提高观测精度。

因为x光的光点非常小，探测器只能一点一点地瞄准光点，一次只能瞄准一个像素。对于每个像素点，应该测量30个能量值。对于如此宽的HXMT带宽范围，可以想象工作量是巨大的！尽管已经进行了简化，陈裕鹏和他的团队已经做了三年复杂而微妙的基础工作。

"就个人而言，这可能有点不利。"然而，鲁方军说，这篇文章的发表所带来的个人成就不能与卫星的成功相比，因为后者结合了几代科学家的努力和一个持续十多年的团队的努力，对中国高能天体物理学的发展具有重要意义。

“在这一生中，当你回顾过去，你可以看到山峰，而不是平坦的地面。HXMT绝对是我生命中的一座山，也是迄今为止最高的山。”鲁方军说。