我國戰略性科技先導項目“空間科學(xué)二期”的首發(fā)星——“懷柔一號”衛星于2020年12月10日4點(diǎn)14分在西昌衛星發(fā)射中心發(fā)射成功，隨后進(jìn)入預定軌道，獻禮建黨100周年。北京玻璃研究院為該衛星研制了全部的核心探測材料——高性能溴化鑭晶體，并受邀現場(chǎng)觀(guān)摩了衛星發(fā)射過(guò)程。
“懷柔一號”全稱(chēng)是“引力波暴高能電磁對應體全天監測器（GECAM）”，是國際上首個(gè)專(zhuān)門(mén)探測引力波暴高能電磁對應體的科學(xué)衛星，有望發(fā)現新的引力波暴高能輻射現象，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”由兩顆微小衛星組成，采用雙星共軛軌道的星座布局，軌道高度600公里，設計服役時(shí)間3年，可以實(shí)現對高能電磁輻射爆發(fā)現象的全天360度無(wú)盲區高靈敏度監測。
1916年愛(ài)因斯坦提出廣義相對論時(shí)預言了引力波的存在。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(xiàn)暴、快速射電暴和其它光波，持續時(shí)間在0.1秒至1000秒。2017年10月16日，全球多國科學(xué)家同步舉行新聞發(fā)布會(huì )，宣布人類(lèi)第一次直接探測到來(lái)自雙中子星并合的引力波暴及其電磁對應體信號。同年，為引力波暴探測做出重要貢獻的3名美國科學(xué)家獲得了諾貝爾物理學(xué)獎，標志著(zhù)人類(lèi)進(jìn)入了“引力波天文學(xué)”的新時(shí)代?？茖W(xué)家們預測，下一個(gè)探測亮點(diǎn)應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)一兩年內出現。
為了搶占科學(xué)先機，中國科學(xué)院高能物理研究所率先開(kāi)展了探測引力波伽瑪射線(xiàn)暴的科學(xué)衛星項目。“懷柔一號”兩顆小衛星上都裝有25個(gè)用于探測引力波伽瑪射線(xiàn)暴的探測器（GRD）和8個(gè)用于探測荷電粒子的探測器（CPD）。高性能溴化鑭閃爍晶體作為GRD探測器的核心部件，首次被大規模應用于空間科學(xué)研究領(lǐng)域，是“懷柔一號”衛星項目的主要創(chuàng )新點(diǎn)。
“懷柔一號”從立項到發(fā)射僅兩年時(shí)間，北玻院承擔其核心探測材料——溴化鑭晶體的研制。期間，北玻院團隊攻堅克難，解決了多項關(guān)鍵技術(shù)難題，克服了新冠疫情帶來(lái)的巨大困難，按照計劃進(jìn)度保質(zhì)保量完成了產(chǎn)品交付，為衛星如期發(fā)射提供了強有力的保障。溴化鑭晶體在“懷柔一號”衛星上成功應用也是該新型閃爍晶體首次在天文物理方面的大規模應用，將推動(dòng)其在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
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