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高顏值,有實力的極目雙衛星結構簡析

先來看看我們超高顏值的極目衛星吧(^_^)。

對比一下,前面(上一篇文章中)的費米伽馬射線空間望遠鏡是不是土得掉渣?其實在天文觀測衛星裡,費米伽馬射線空間望遠鏡的外觀是很中規中矩的,極目衛星的大師兄,我國此前發射的慧眼硬X射線調製望遠鏡(HXMT)的樣子跟費米伽馬射線空間望遠鏡也差不多(下圖)。所以不是它們太難看,而是極目太好看了!

那我們來看看在超高顏值下,極目衛星是如何做到全球最靈敏的!

為了實現全天候無死角監測,極目的探測裝置被設計成昆蟲的複眼形式,因此它觀測的平面角度就大於180度,這樣,當兩顆衛星分別處在地球兩端時,它們的觀測範圍就完全沒有盲點了。

如上圖所見,每個衛星的“複眼”上安裝了25個伽馬射線探測器和8個荷電粒子探測器,伽馬射線探測器不需要多做介紹,看名字就知道它是用來探測伽馬射線的,那麼荷電粒子探測器又是幹啥的呢?對天文或物理稍有了解的同學一定已經猜到了:用來探測帶電粒子。比如我們最熟悉的太陽風,就是太陽磁場吹出的帶電粒子流,而在宇宙中,諸如黑洞和中子星噴流、磁星磁暴等,都能產生高強度的帶電粒子流。

那它是用來監測太陽活動和荷電粒子暴的嗎?雖然它確實能完成這樣的任務,但它的設計卻不是為了這個。我們知道目前的科學儀器都是電子元件,而極目上的25個伽馬射線探測器上面的感光元件(光電敏感器)跟我們手機的攝像頭一樣,都是透過光子撞擊感光元件產生電訊號,雖然從伽馬射線到極目的感光元件——光電敏感器能識別的光子需要透過一系列轉化,不過最終的結果都是光子在光電敏感器上產生電訊號。然而問題來了,帶電粒子本身無需轉化也能直接在光電敏感器上產生電訊號,那怎麼區分這些電訊號是帶電粒子產生的還是伽馬射線轉化後產生的呢?

這時荷電粒子探測器就派上用場了,它能探測出帶電粒子暴,但探測不到伽馬射線暴,這樣,只要伽馬射線探測器響應而荷電粒子探測器不響應的訊號就是伽馬射線暴訊號了。

寫在最後

很多人看到我國在科研領域的投入,使一些科研專案取得舉世矚目的成就時,會由衷的自豪,但也有部分人會冷靜思考:這對我們有什麼用?確實,有很多的科研專案雖然說我們能做到世界第一,比如這次的極目衛星,比如之前的天眼射電望遠鏡,但這些天文利器似乎離我們的生活都太遠了。但其實,這除了為世界天文學做貢獻以外,在科研人員的研發製造過程中,積累的先進技術最終會造福我們的是社會、生活。比如天眼製造時所攻克的鋼纜抗疲勞技術就已經應用到橋樑建造中,全球最長的跨海大橋——港珠澳大橋就使用了這種技術。相信以後,會有越來越多的這類高精尖技術會應用到我們的生活中,讓我們的生活變得更美好!

你認為我們應該在這些遠離我們生活的科研專案上投入嗎?請說出你的想法和見解。

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