2023年10月9日发射至今一个多月,我国首颗综合性太阳探测卫星“夸父一号”三大载荷之一的硬x射线成像仪( HXI )开展了各项轨道测试和定标工作。 据科技日报记者了解,中国科学院紫金山天文台于11月21日发布了HXI首幅科学图片。 此次公布的HXI第一张照片是2023年11月11日01时(世界时)爆炸的m级太阳耀斑的图像,当时HXI开机仅20天。
“夸父一号”卫星工程首席科学家甘为群经过多方比对,经后续观测反复证实。 这是我国首次获得太阳硬x射线影像,也是当今国际地球视角下唯一的太阳硬x射线影像,影像质量达到国际先进水平。 硬x射线成像的原理与普通的光学成像不同,除了精密的光学系统外,还需要后端的图像生成算法等一系列处理。
HXI负荷数据科学家苏杨通过将科研团队11月11日爆炸的“双十一”系列耀斑的HXI数据与位于太阳动力学天文台( SDO )的太阳大气成像仪( AIA )图像进行比较,实现了HXI的各项功能指标预期目标,实现了准直仪性能、准直器性能。 更难得的是,在准直仪前后1.2米距离处,最难对准的36微米间距光栅准直仪(最高分辨率可达3.2毫秒),证明了图像生成算法、修正算法、能量标定算法达到了理想的效果这表明,如果没有进行光栅缩放,成像的优良性能已经超过了HXI团队的预期,预计将来在进行详细的光栅准直器缩放后,将达到更好的成像质量。
HXI由紫金山天文台主导开发,承担着在“一磁两暴”中观测太阳耀斑非热辐射的任务。 HXI由准直仪、测量仪、以及控制箱3台独立单体构成,相当于照相机的镜头、CCD以及控制系统。
x射线照射HXI准直仪后,部分光子通过金属钨光栅之间的狭缝进入探测器,部分光子被光栅遮挡,无法被探测器检测到。 光子的入射方向改变时,探测器的透射率发生变化,呈现周期性的三角波函数。
为了获得太阳源区的硬x线影像,HXI最多使用91个子准直器,间距和角度组合不同。 科学家综合解读各探测器的计数,利用它们的相互关系获得图像。
HXI探测器就像高科技复眼,间距不同角度放置的光栅就像各种大小的镜筒。 发挥各自的作用,有的擅长看大轮廓,有的擅长看小细节,将它们整合在一起就是强大的观测阵列。
作为中国第一颗综合性太阳探测卫星,“夸父一号”卫星的科学目标是“一磁两岚”。 即同时观测太阳磁场和太阳上两种最剧烈爆炸现象——耀斑和冠状病毒物质抛射,研究它们的形成、演化、相互作用和相互联系,同时为空间天气预报提供支持。 (金凤) )。
资料来源:科技日报