近日，中國科學院國家空間科學中心對外公布了“天關”衛星的最新科研成果：該衛星不僅成功探測到銀河系內暗弱的X射線爆發天體，為人類發現恒星級黑洞開辟了新路徑，還首次發現了新型X射線暫現天體，為研究這類神秘天體提供了關鍵線索。這些突破性發現，標志著我國在空間天文觀測領域邁入國際領先行列。

宇宙中轉瞬即逝的X射線信號，是探索極端物理過程的重要窗口。然而，這些信號極其微弱，且分布范圍廣闊，傳統觀測設備難以同時滿足“看得廣、看得遠、看得清”的需求。“天關”衛星通過搭載自主研發的微孔龍蝦眼X射線聚焦成像技術，實現了單次觀測覆蓋約十一分之一天區的超廣視野，其探測靈敏度和定位精度遠超國際同類設備，成為捕捉宇宙X射線的“超級眼睛”。

這項技術的靈感源于龍蝦的眼睛。中國科學院國家天文臺研究員張臣解釋，龍蝦眼睛由無數細小方管構成，管壁光滑且指向同一中心，光線經反射后能精準聚焦到視網膜上。受此啟發，科研團隊提出研制X射線聚焦望遠鏡的設想，但因技術難度極高，國際上長期未能突破。“X射線能量極強，傳統光學材料無法實現有效聚焦，必須開發新型鏡片。”張臣說。

面對國外技術封鎖，團隊選擇自主攻關。2015年，北方夜視技術股份有限公司主動加入合作，共同研制“龍蝦眼”鏡片。研發過程中，團隊需在4厘米×4厘米的面積上集成近100萬個方孔，每個方孔的排列方向誤差需控制在微米級。“初期制出的鏡片連成像都困難，后來雖然能成像了，但分辨率遠達不到要求，連聚焦的‘十字形’都模糊不清。”張臣回憶，團隊歷時近5年，通過數千次工藝優化，最終將鏡片分辨率從十幾角分提升至3角分，達到國際領先水平。

解決了聚焦問題后，探測器的研發成為下一道難關。最初選用的氣體探測器因易受撞擊導致氣體泄漏而失效，團隊被迫轉向背照式CMOS探測器。這種探測器雖廣泛應用于消費電子領域，但用于天文觀測尚無先例。“從設計到流片，我們調整了上百組參數，迭代了十余個版本，用了整整4年才完成樣品研制。”中國科學院國家天文臺研究員凌志興說。2022年，搭載實驗樣機的龍蝦眼X射線天文成像儀入軌測試，半年后兩個探測器突發故障。團隊通過大量實驗排查，最終確認故障由特殊軌道事件和器件偶發缺陷引起，探測器本身性能可靠，為“天關”衛星發射掃清了障礙。

衛星平臺的研制同樣充滿挑戰。為解決快速通信問題，團隊基于北斗短報文系統，構建了全球低軌科學衛星實時通信網絡，攻克了衛星姿態劇烈變化時的信號穩定難題，并設計了智能“反射神經”，確保衛星調整姿態后能瞬間重連北斗信號。“光是通信構想就論證了上百次，實際落地時又冒出無數新問題。”中國科學院微小衛星創新院研究員蔡志鳴說。經過兩年攻堅，團隊還解決了14臺望遠鏡在有限空間內的布局難題，采用三維空間桁架+支架結構，使12臺“龍蝦眼”望遠鏡如蓮花花瓣般環繞，2臺后隨X射線望遠鏡居中，形成獨特的“蓮花臺”構型。

目前，“天關”衛星已穩定運行一年多，累計探測到160余例暫現天體，并引導全球望遠鏡開展聯合觀測。其首席科學家袁為民表示：“這些成果證明了‘天關’衛星在發現新天體和新現象方面的卓越能力，未來將持續刷新人類對動態宇宙的認知。”