20年磨一劍，中法聯手探秘宇宙伽馬暴

6月22日，我國在西昌衛星發射中心用長征二號丙運載火箭成功發射中法天文衛星。該衛星是中法兩國聯合論證研制的空間科學衛星，是迄今為止全球對伽馬暴開展多波段綜合觀測能力最強的衛星，將對伽馬暴研究等空間天文領域科學發現發揮重要作用。

從啟動論證到成功發射用了20余年，中法兩國團隊傾盡心血、攜手并進。今年正值中法建交60周年，此次中法天文衛星項目的成功實施是中法航天領域深度合作的卓越典范。

捕捉伽馬暴的一張“大網”

中法天文衛星的主要科學目標是探測來自宇宙深處的伽馬暴。

“當恒星的生命快要終結時，它的能量已經不能支撐整個星體，會發生坍縮，這個過程會產生黑洞或中子星，同時向外噴射出劇烈的、接近光速的噴流，這種能量爆發現象便是伽馬暴。”中法天文衛星中方首席科學家、中國科學院國家天文臺首席研究員魏建彥告訴《中國科學報》。

伽馬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現象，涉及從恒星、星系到宇宙學等天體物理學中的多個領域，并與這些領域中的多個天體物理問題直接相關。伽馬暴也與很多物理學的前沿問題有關。魏建彥認為，對伽馬暴進行深入地觀測和研究，把它作為一個“探針”，將有助于幫助人類解決基礎科學中的若干重大問題。

不過，伽馬暴發生的時間非常短，而且沒有規律，要想捕捉它極為困難。

此次發射的中法天文衛星配置了由中國科學院研制的伽馬射線監視器、光學望遠鏡和法方研制的硬X射線相機、軟X射線望遠鏡4臺科學載荷，目的就是為了又快又準地捕捉伽馬暴。

載荷分為大視場和高精度觀測兩類，其中大視場探測儀器，伽馬射線監視器和硬X射線相機，它們的觀測視野范圍角度面積在1萬平方度左右，相當于覆蓋全天的四分之一，就像張開一張“大網”，可以捕捉天空中無法預測的伽馬暴。一旦發現伽馬暴后，衛星會自動轉向目標，利用兩個小視場望遠鏡，光學望遠鏡和軟X射線望遠鏡，對準開展長時間的高精度觀測。

通過科學載荷的聯動探測，能發現和快速定位各種類型的伽馬暴，全面測量伽馬暴的電磁輻射性質，科學家便可利用伽馬暴研究宇宙的演化和暗能量，快速后隨觀測引力波等天文暫現源，從而了解伽馬暴現象的起源和物理性質及其在宇宙學中的應用等。

整星集成測試     中國科學院微小衛星創新研究院供圖

中法天文衛星在軌運行示意圖     中國科學院微小衛星創新研究院供圖

“我們預計，中法天文衛星未來每年將觀測到大約70次伽馬暴，但并非所有這些伽馬暴都來源于宇宙早期，即便如此也具有重要的價值和意義。因為伽馬暴非常明亮，觀測和研究伽馬暴是這個時代解密早期宇宙的一個非常有效的途徑。”中法天文衛星法方首席科學家貝特朗·科迪爾（Bertrand Cordier）告訴《中國科學報》。

合二為一，中法友誼的又一見證

中法天文衛星自2005年啟動論證。2006年10月，中法兩國簽署了《中國國家航天局與法國國家空間研究中心關于合作實施中法天文衛星的諒解備忘錄》，確定了中法天文衛星任務的科學目標、研究內容、合作方式、雙方的權利和義務、時間進度等。2014年，兩國又完成了新一輪諒解備忘錄修訂、簽署，明確了后續研制進度。

該衛星歷經20余年共同努力，包含了兩國幾代領導人的關懷和期望。兩國科學家和工程團隊傾注心血與努力，攜手完成了衛星概念研究、可行性論證、方案設計、初樣和正樣階段的研制工作。

國家航天局負責中法天文衛星工程組織實施。中國科學院作為工程大總體抓總研制，中國科學院國家空間科學中心負責中方地面支撐系統的建設，微小衛星創新研究院負責抓總研制衛星系統及提供衛星平臺，高能物理研究所、西安光學精密機械研究所負責中方科學載荷研制，國家天文臺負責中方科學應用系統研制建設。法方載荷，科學應用系統由法國國家空間研究中心（CNES），法國原子能和替代委員會（CEA），法國國家科學研究中心（CNRS）等機構負責建設和運行，德國、英國的研究機構也有參與。

“中法兩國分別有百余人參與，這是一次從科學到工程、科學儀器、地面系統等全方位的國際合作。在我參與的國際合作項目中，中法天文衛星是最深度、最復雜的國際合作項目，包括時間跨度、人員人數、合作程度都是前所未有的。”中法天文衛星中方項目經理、中國科學院微小衛星創新研究院副院長、科學衛星研究所所長張永合在接收《中國科學報》采訪時說。

“這些年，中國的科研水平發展迅速，我們有目共睹。事實上，中國在研發衛星系統、運載火箭系統、地面支撐系統等方面已經達到了非常高的水平，在某些方面比我們更出色。在合作過程中，我們確實遇到了很多挑戰，也經歷過非常艱難的時刻，但雙方都盡力互幫互助。經過20余年的溝通和磨合，我們已經從最初的兩個團隊完全融合成為一個隊伍。”科迪爾表示。

今年是中法建交60周年，60年來，中法兩國在航天領域開展了務實合作，2018年中法聯合研制的中法海洋衛星成功發射，2024年嫦娥六號探測器搭載法國氡氣探測儀著陸月球背面，此次中法天文衛星的成功發射是中法兩國在航天領域的又一重大合作成果，見證了中法兩國深厚的友誼。