十年磨劍將成鋒——《環(huán)球時(shí)報(bào)》專訪中法SVOM衛(wèi)星中方研發(fā)團(tuán)隊(duì)

【環(huán)球時(shí)報(bào)報(bào)道 記者 樊巍 鄧孝慈】千淘萬(wàn)漉雖辛苦、十年磨劍終成鋒。于2014年由中法兩國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人共同啟動(dòng)的太空望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目——天基多波段空間變?cè)幢O(jiān)視器（以下簡(jiǎn)稱SVOM）在歷時(shí)近十年的研制后，計(jì)劃將在今年年底完成研制出廠，并在明年第一季度發(fā)射升空。這顆衛(wèi)星具有多波段觀測(cè)、自主響應(yīng)、快速機(jī)動(dòng)、高穩(wěn)定姿控等功能和特色，也被認(rèn)為是繼美國(guó) SWIFT 任務(wù)之后最重要的伽瑪射線暴多波段探測(cè)項(xiàng)目。近日，《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者專訪了該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，聽團(tuán)隊(duì)成員講述中法兩國(guó)科研人員攜手探索浩瀚宇宙的研發(fā)歷程。

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伽瑪射線暴是目前已知的宇宙中除了宇宙大爆炸以外的最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象，涉及從恒星、星系到宇宙學(xué)等天體物理學(xué)中的多個(gè)領(lǐng)域，它在幾秒鐘內(nèi)釋放的能量，超過(guò)太陽(yáng)一生釋放能量的總和，被稱為宇宙中最強(qiáng)大的事件，深入觀測(cè)和研究伽瑪射線暴將有助于幫助人類解決基礎(chǔ)科學(xué)中的若干重大問(wèn)題。

“SVOM衛(wèi)星是一顆對(duì)宇宙中能量最強(qiáng)的現(xiàn)象——伽瑪射線暴進(jìn)行探測(cè)并精確定位的衛(wèi)星，主要任務(wù)是發(fā)現(xiàn)、探測(cè)、分析伽瑪暴及其余輝。目前國(guó)際上有很多同類型的衛(wèi)星，但我們的SVOM衛(wèi)星是一顆綜合性的伽瑪射線暴探測(cè)衛(wèi)星，它可以通過(guò)不同的譜段對(duì)伽瑪暴進(jìn)行探測(cè)。”中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院SVOM項(xiàng)目衛(wèi)星系統(tǒng)總師助理張曉峰近日在接受《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者采訪時(shí)介紹稱，SVOM衛(wèi)星平臺(tái)是由中方研制，衛(wèi)星上一共配置了4臺(tái)有效載荷，中法兩國(guó)各提供兩臺(tái)載荷，其中中方提供的載荷是一臺(tái)伽瑪射線監(jiān)視器和一臺(tái)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。

“所搭載的這臺(tái)伽瑪射線暴監(jiān)視器可以通過(guò)宇宙中的伽瑪射線對(duì)伽瑪暴進(jìn)行一個(gè)觀測(cè)，它是一種高能的探測(cè)載荷。而光學(xué)望遠(yuǎn)鏡則是在藍(lán)波段和紅波段兩個(gè)譜段對(duì)伽瑪暴進(jìn)行一個(gè)可見光的探測(cè)。”張曉峰稱。

與此同時(shí)，法國(guó)國(guó)家空間研究中心也在該顆衛(wèi)星上搭載有兩臺(tái)載荷，其中一臺(tái)是軟x射線天文望遠(yuǎn)鏡，另外一臺(tái)則是硬x射線相機(jī)。“通過(guò)硬x射線相機(jī)，我們可對(duì)伽瑪射線暴進(jìn)行大范圍探測(cè)，而通過(guò)軟x射線望遠(yuǎn)鏡我們可對(duì)伽瑪暴進(jìn)行成像，中法雙方4臺(tái)有效載荷儀器通過(guò)協(xié)調(diào)觀測(cè)，就可以覆蓋軟x射線到高能伽瑪射線，以及大部分可見光。這種綜合性的伽瑪射線暴衛(wèi)星，我們應(yīng)該是全球首個(gè)。”張曉峰介紹。

據(jù)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者了解，目前載荷正樣產(chǎn)品已經(jīng)安裝到星上，中法雙方工程師隊(duì)伍將在接下來(lái)的幾個(gè)月進(jìn)行聯(lián)合工作，完成 SVOM 衛(wèi)星飛行件的總裝、集成和測(cè)試。衛(wèi)星計(jì)劃明年第一季度，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心運(yùn)用長(zhǎng)征二號(hào)丙火箭發(fā)射升空，衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命為5年。如果維護(hù)得當(dāng)，有望工作更長(zhǎng)的時(shí)間，“我們當(dāng)然希望這顆衛(wèi)星服役的時(shí)間越長(zhǎng)越好，從而能夠?yàn)槿蚩茖W(xué)家提供更多的科學(xué)儀器測(cè)量數(shù)據(jù)。”張曉峰表示

伽瑪射線暴雖然是宇宙中最劇烈的爆炸現(xiàn)象之一，但是想要探測(cè)也并非易事，特別是實(shí)現(xiàn)可見光探測(cè)更是難上加難。

“整體而言，伽瑪暴探測(cè)還是一種弱目標(biāo)探測(cè)，如果采用可見光天文望遠(yuǎn)鏡探測(cè)，我們要探測(cè)的是相等于22.5等星這樣一個(gè)亮度極弱的目標(biāo)，這對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)的穩(wěn)定度要求非常高，而我們的SVOM衛(wèi)星平臺(tái)可以做到0.8角秒的平臺(tái)穩(wěn)定度。”張曉峰表示，實(shí)現(xiàn)這種穩(wěn)定度難度很大，其背后凝聚的是中方科研人員的中國(guó)智慧。

“我們專門設(shè)計(jì)了一整套實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定度的姿態(tài)控制系統(tǒng)，這套系統(tǒng)非常先進(jìn)。我們采取在可見光望遠(yuǎn)鏡里進(jìn)行圖像開窗的方式，設(shè)計(jì)出導(dǎo)星系統(tǒng)，基于星上信號(hào)進(jìn)行定位并反饋控制，從而實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定衛(wèi)星平臺(tái)。”張曉峰稱。

此外，中國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)也在SVOM衛(wèi)星平臺(tái)上得到了應(yīng)用。張曉峰介紹稱，SVOM衛(wèi)星配置有北斗的短報(bào)文功能，同時(shí)還配置有法國(guó)的甚高頻(VHF)通信系統(tǒng)，因?yàn)橛羞@兩套信息傳輸系統(tǒng)的支撐，SVOM衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)快速的天地互通。

“舉例而言，當(dāng)SVOM衛(wèi)星在天上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)伽瑪射線爆的信號(hào)，它能在5分鐘之內(nèi)就把這個(gè)信號(hào)通過(guò)我們的北斗短報(bào)文傳送到地面，地面站在接收到這些信號(hào)之后，通過(guò)地面的科學(xué)中心將這些信號(hào)傳送到各個(gè)地面觀測(cè)站，比如說(shuō)全球各地的大口徑地面望遠(yuǎn)鏡，就可以快速實(shí)現(xiàn)對(duì)天上伽瑪暴射線的后隨觀測(cè)，這樣就實(shí)現(xiàn)了天地互聯(lián)。”張曉峰稱。

與此同時(shí)，在地面上生成的信息，也可以通過(guò)地面網(wǎng)絡(luò)，傳送到地面上的各種觀測(cè)站，再通過(guò)測(cè)控站再發(fā)送給天上其他的一些伽瑪暴觀測(cè)衛(wèi)星，給它們提供一個(gè)觀測(cè)目標(biāo)的方位。“通過(guò)VHF鏈路和北斗短報(bào)文系統(tǒng)能夠快速地和其他的伽瑪暴觀測(cè)衛(wèi)星，包括我們地面上的大口徑望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行聯(lián)合觀測(cè)，這也是SVOM衛(wèi)星的一個(gè)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。”張曉峰表示。

SVOM衛(wèi)星項(xiàng)目作為中法兩國(guó)航天機(jī)構(gòu)之間的一個(gè)系統(tǒng)級(jí)的合作，在合作過(guò)程中，中法兩方都派出科學(xué)及系統(tǒng)人員參與其中，其中不僅有專注于伽瑪暴觀測(cè)的科學(xué)家，還有地面系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)的專家。雙方合力形成了一支規(guī)模非常大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。在合作過(guò)程中，兩國(guó)科研人員秉持著高度的專業(yè)性，在友好的氛圍中開展技術(shù)交流與合作，協(xié)力推進(jìn)SVOM衛(wèi)星研制工作按部就班的進(jìn)行。

“我參與這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)很長(zhǎng)時(shí)間了，除了前期在衛(wèi)星的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上會(huì)因?yàn)閮蓢?guó)的技術(shù)理念不同而有一些分歧之外，整體而言我們和法方工程師的默契程度已經(jīng)很高了，目前可以說(shuō)大家合作起來(lái)非常的順暢，特別是在過(guò)去的三年多時(shí)間里，我們克服了不能面對(duì)面溝通交流的障礙，以線上視頻會(huì)的形式持續(xù)協(xié)調(diào)討論、推進(jìn)項(xiàng)目。”中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院SVOM衛(wèi)星系統(tǒng)總體副主任設(shè)計(jì)師陳琨告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，經(jīng)過(guò)多年的磨合和相互了解，雙方在很多分歧上都已經(jīng)達(dá)成了一致。目前衛(wèi)星的設(shè)計(jì)及制造工作已經(jīng)完成，雙方進(jìn)入了最后的聯(lián)合總裝、集成及測(cè)試環(huán)節(jié)，可以明顯感受到兩國(guó)科研人員的專業(yè)和干勁，大家都在為了衛(wèi)星年底能夠順利出廠努力，雙方合作非常順利。

“這段時(shí)間最令我印象深刻的，是前段時(shí)間我們進(jìn)行法方正樣載荷的裝配工作，這是一個(gè)復(fù)雜的耦合過(guò)程，中方人員負(fù)責(zé)操作，法方人員協(xié)同確認(rèn)，兩方人員的深度配合非常重要。在裝配的過(guò)程中，中法兩方技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)密切溝通，對(duì)彼此工作方法和習(xí)慣的了解也進(jìn)一步提升。大家共同制定出一個(gè)聯(lián)合細(xì)則，再一步步落實(shí)，雙方互相確認(rèn)，從而確保每一步工作都能夠順利進(jìn)行，沒(méi)有遺漏。”陳琨稱。

在SVOM衛(wèi)星法方技術(shù)專家桑尼西德羅·朱利安看來(lái)，與中方技術(shù)人員長(zhǎng)達(dá)十年的合作是一段非常美好的經(jīng)歷，“從衛(wèi)星的設(shè)計(jì)、研發(fā)，再到裝配到中國(guó)的衛(wèi)星平臺(tái)上，我們之間的溝通并沒(méi)有特別困難，在這個(gè)過(guò)程中我們建立了良好的友誼，有著默契的溝通，這個(gè)過(guò)程并不復(fù)雜。雖然我們之間的確存在過(guò)分歧，但總體而言這段中法科研人員的合作歷程是一段非常好的體驗(yàn)。”朱利安告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者。

中法兩國(guó)航天機(jī)構(gòu)在SVOM衛(wèi)星項(xiàng)目上的順利合作，也給了未來(lái)兩國(guó)在航天領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大合作提供了無(wú)限的可能。陳琨表示，此次中法航天合作主要是面向于空間天文領(lǐng)域的科學(xué)探測(cè)，而法方的科研團(tuán)隊(duì)在海洋、大氣探測(cè)等領(lǐng)域同樣有非常多的積累，所以也希望繼續(xù)在相關(guān)領(lǐng)域能夠開展更深入地合作，“未來(lái)希望在空間天文如引力波高能電磁對(duì)應(yīng)體、空間高能x射線源，以及地球科學(xué)觀測(cè)領(lǐng)域如大氣海洋觀測(cè)，甚至一些系外行星探測(cè)的項(xiàng)目上，希望能跟法國(guó)團(tuán)隊(duì)有著更深入的合作。”陳琨稱。

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