“夸父一號”衛星載荷“硬X射線成像儀”首圖發布

　　【儀表網 儀表研發】11月21日下午，“夸父一號”(ASO-S)載荷“硬X射線成像儀”(HXI)首圖發布會在中國科學院紫金山天文臺舉行，會議同時向全國太陽物理同行網絡直播。
 

　　“夸父一號”衛星全稱為“先進天基太陽天文臺”(ASO-S)，于2022年10月9日在酒泉衛星中心成功發射。作為中國首顆綜合性太陽探測衛星，“夸父一號”衛星的科學目標瞄準“一磁兩暴”，即同時觀測太陽磁場及太陽上兩類最劇烈的爆發現象——耀斑和日冕物質拋射，研究它們的形成、演化、相互作用和彼此關聯，同時為空間天氣預報提供支持。作為衛星三大載荷之一的“硬X射線成像儀”由中科院紫金山天文臺牽頭負責研制，承擔著“一磁兩暴”中觀測太陽耀斑非熱輻射的任務。
 

　　發布會上，HXI載荷主任設計師張哲介紹了ASO-S衛星和HXI載荷的設計、研制、發射及在軌早期梗概，詳細展示了衛星入軌一個多月以來HXI載荷開展的各項在軌測試和定標工作。結果表明，HXI載荷狀態正常，各項功能性能均滿足設計指標要求，已順利投入科學觀測活動，后續將繼續配合科學需求，做好儀器功能性能的進一步優化。
 

　　HXI載荷數據科學家蘇楊就HXI在軌觀測數據及結果進行了詳細解讀。他介紹了HXI的科學目標、性能參數、數據特點，科學團隊在發射前后的一系列數據、軟件、算法、模擬方面的準備工作，重點介紹了HXI開機以來數據的處理分析和成像結果。通過對比11月11日爆發的“雙十一”系列耀斑的HXI數據和SDO/AIA圖像，表明HXI各項功能指標達到預期目標，準直器性能、對齊精度、指向鏡數據、探測器性能、成像算法、修正算法、能量定標算法均達到理想的效果。更重要的是，在準直器前后1.2米距離上最難對齊的36微米節距光柵子準直器(最高分辨率達到3.2角秒)在成像中也表現突出。這說明在尚未進行光柵定標的情況下成像的優越性能已經超過HXI團隊預期，未來在進行詳細的光柵子準直器定標后預計會達到更好的成像質量。
 

　　ASO-S衛星工程首席科學家甘為群主持發布會并表示，HXI科學團隊夜以繼日、加班加點，由于準備充分，在HXI開機的第20天“逮到”第一個M級耀斑的當晚就獲得了首幅太陽硬X射線圖像。經過多方比對并經后續觀測反復確認，這是我國首次獲得太陽硬X射線圖像，也是當下國際上地球視角唯一的太陽硬X射線像，其圖像質量達到國際先進水平。硬X射線成像原理與普通光學成像不同，除了精密的“光學系統”，還需要后端的成像算法等一系列的處理。今天的結果展示雖然只有幾張圖，但卻代表著0到1質的提升。希望在接下來ASO-S衛星另外兩個載荷FMG和LST首圖發布中能有新的驚喜。
 

　　HXI觀測到的一個太陽耀斑，是一個較小的C級耀斑，發生在2022年10月22日。此圖為HXI分析軟件測試版中的耀斑光變。
 

　　左圖展示了2022年11月11日01時發生的一個耀斑圖像，背景是SDO衛星拍攝的AIA 1700埃圖像，疊加的等值線為HXI兩個能段的成像(25-30和30-35 keV，這里的圖像尚未進行光柵定標，位置為平移對齊，但圖像和太陽自轉軸的傾角以及平臺抖動帶來的影響均已修正)，可以看出經典的雙足點源結構，且其中一個在高能具有精細的雙源結構；右圖顯示了該耀斑在全日面圖像上的位置。
 

　　HXI觀測到的2022年11月11日03時耀斑的光變(左)及成像(右)。左圖分別展示了全開探測器、背景探測器的光變和10-300 keV的動態能譜圖，右圖為峰值期間AIA 1700埃圖像和疊加的HXI 25-30 keV的硬X射線源。兩者的一致性充分說明HXI優異的成像性能和成像算法的正確性。