我國(guó)戰(zhàn)略性科技先導(dǎo)項(xiàng)目“空間科學(xué)二期”的首發(fā)星——“懷柔一號(hào)”衛(wèi)星于2020年12月10日4點(diǎn)14分在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功，隨后進(jìn)入預(yù)定軌道，獻(xiàn)禮建黨100周年。北京玻璃研究院為該衛(wèi)星研制了全部的核心探測(cè)材料——高性能溴化鑭晶體，并受邀現(xiàn)場(chǎng)觀摩了衛(wèi)星發(fā)射過(guò)程。
“懷柔一號(hào)”全稱是“引力波暴高能電磁對(duì)應(yīng)體全天監(jiān)測(cè)器（GECAM）”，是國(guó)際上首個(gè)專門探測(cè)引力波暴高能電磁對(duì)應(yīng)體的科學(xué)衛(wèi)星，有望發(fā)現(xiàn)新的引力波暴高能輻射現(xiàn)象，并取得突破性原創(chuàng)成果。這將有助于科學(xué)家破解中子星與黑洞的形成和演化過(guò)程等科學(xué)問(wèn)題。
“懷柔一號(hào)”由兩顆微小衛(wèi)星組成，采用雙星共軛軌道的星座布局，軌道高度600公里，設(shè)計(jì)服役時(shí)間3年，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高能電磁輻射爆發(fā)現(xiàn)象的全天360度無(wú)盲區(qū)高靈敏度監(jiān)測(cè)。
1916年愛(ài)因斯坦提出廣義相對(duì)論時(shí)預(yù)言了引力波的存在。中子星、黑洞等致密星體并合過(guò)程中一般會(huì)產(chǎn)生引力波暴，伴隨伽瑪射線暴、快速射電暴和其它光波，持續(xù)時(shí)間在0.1秒至1000秒。2017年10月16日，全球多國(guó)科學(xué)家同步舉行新聞發(fā)布會(huì)，宣布人類第一次直接探測(cè)到來(lái)自雙中子星并合的引力波暴及其電磁對(duì)應(yīng)體信號(hào)。同年，為引力波暴探測(cè)做出重要貢獻(xiàn)的3名美國(guó)科學(xué)家獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，標(biāo)志著人類進(jìn)入了“引力波天文學(xué)”的新時(shí)代?？茖W(xué)家們預(yù)測(cè)，下一個(gè)探測(cè)亮點(diǎn)應(yīng)該是中子星與中子星、中子星與黑洞并合產(chǎn)生的引力波事件，并且可能在未來(lái)一兩年內(nèi)出現(xiàn)。
為了搶占科學(xué)先機(jī)，中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所率先開(kāi)展了探測(cè)引力波伽瑪射線暴的科學(xué)衛(wèi)星項(xiàng)目。“懷柔一號(hào)”兩顆小衛(wèi)星上都裝有25個(gè)用于探測(cè)引力波伽瑪射線暴的探測(cè)器（GRD）和8個(gè)用于探測(cè)荷電粒子的探測(cè)器（CPD）。高性能溴化鑭閃爍晶體作為GRD探測(cè)器的核心部件，首次被大規(guī)模應(yīng)用于空間科學(xué)研究領(lǐng)域，是“懷柔一號(hào)”衛(wèi)星項(xiàng)目的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)。
“懷柔一號(hào)”從立項(xiàng)到發(fā)射僅兩年時(shí)間，北玻院承擔(dān)其核心探測(cè)材料——溴化鑭晶體的研制。期間，北玻院團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難，解決了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題，克服了新冠疫情帶來(lái)的巨大困難，按照計(jì)劃進(jìn)度保質(zhì)保量完成了產(chǎn)品交付，為衛(wèi)星如期發(fā)射提供了強(qiáng)有力的保障。溴化鑭晶體在“懷柔一號(hào)”衛(wèi)星上成功應(yīng)用也是該新型閃爍晶體首次在天文物理方面的大規(guī)模應(yīng)用，將推動(dòng)其在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
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